JPS6283108A - 高ゲル化性オルガノクレ−の製造方法 - Google Patents

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】 この発明は親有機性粘土〔以下「オルガノクレー」と称
す〕に関するものであり、さらに特定して言えば、上記
オルガノクレーのゲル化性を著しく向上させる高ゲル化
性オルガノクレーの製造方法に関するものである。

高級アルキル含有の第四アンモニウム化合物（ｈｉｇｈ
ｅｒ　ａｌｋｙｌ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｑｕａｔｅ
ｒｎａｒｙ　ａｍｍｏｎｉｕｍｃｏｍｐｏｕｎｄ）と、
スメクチックタイプ粘土（ｓｍｅｃｔｉｔｅ−ｔｙｐｅ
　ｃｌａｙ）との反応生成物であるオルガノクレー（ｏ
ｒｇａｎｏｃｌａＶ）は、潤滑油、アマニ油、トルエン
、その他の如き有機液体のゲル化に従来使用されてきた
。たとえば潤滑グリースのような多くの有益な製品は、
このゲル化剤を使って得られるものである。この種のオ
ルガノクレーを製造するプロセスや化学反応は公知され
ており、条件を適当にすれば、陽イオンを含む有機化合
物は、イオン交換反応を用いマイナスの層格子と、交換
性陽イオンを含有の粘土と反応させ、オルガノクレーを
生成し得るはずである。また最低１０個の炭素原子から
成る少くとも１個のアルキル基を有機性陽イオンが持つ
ものとすると、その合成オルガノクレーはある種の有機
液中で膨潤する性質がある。

上記概要のオルガノクレーの調製、性質を詳述している
先行特許の中には例えば、米国特許第２゜５３１．４２
７号、同第２．９６６．５０６号、同第３，９７４，１
２５号、同第３．５３７．９９４号、同第４．０８１，
４９６号等がある。その他参考となるものに、“マグロ
−ヒル社（Ｍｃ　Ｇｒａ＋１ＩＨｉｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃ
ｏｍｐａｎｙ　）発行、１９６８年、第２版のラルフ、
グリム（Ｒａｌｐｈ　ｅ、Ｇｒｉｎ）著、“粘土鉱物（
Ｃ１ａｙ　Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ　）　　”の該当資料
もあげられる。

これら技術による通常のオルガノクレーの製造法では、
スメクチックタイプの粘土、第四アンモニウム化合物、
水を高温で混合するが、その代表作業条件は温度が１０
０〜１８０’Ｆ（３８〜８２°Ｃ）であることと、この
有機第四アンモニウム化合物で粘土粒子を被覆するに十
分な時間があることである。ついで、製品を濾過、洗浄
、乾燥、粉砕するか、又は使用目的によりその他の操作
を行えばよいとしている。−例として、乾燥と粉砕段階
は省略してもよく、前記引用特許にも記載の如く製品形
態によっては種々の変形法も採用可能である。

さて、この発明については、スメクチックタイプ粘土と
高級アルキル含有第四アンモニウム化合物との反応によ
る既知の方法が、上記粘土とアンモニウム化合物との反
応に先んじて、この粘土をポンプ操作し得るスラリーと
して高速剪断流処理にさらすか、又は強力な混練処理に
かけるかすることにより、顕著に改良、トれることが思
いがけなく見出された。この強力混練処理は好ましくは
、最低２０）−Ｐ〜ｈｒ／ｌ、乾燥粘土のミル条件のも
とに、粘土含有水分を２５〜４Ｑｗｔ％で抽出さずこと
である。

ベントナイトタイプ粘土を可溶性ナトリウム塩と反応さ
せナトリウム形態とするには、粘土水溶液スラリーの剪
断処理に混練機、又は押出し成形機を用いるという米国
特許第４．０８Ｌ４９６と同第４゜１１６．８６６号が
参考となることは我々も承知していたが、合成オルガノ
クレーのゲル特性を向上させるのに、第四アミンとの反
応に先き立ち、粘土処理用に高速剪断流又は混練操作を
使用することは思いつかなかった。

この発明の一特徴として、スメクチックタイプの粘土を
処理する高速流動剪断処理は、分散ミル、即ちコロイド
ミルにポンプ操作し得るスラリーを通過させることにあ
る。この処理装置はしばしば“ホモジナイザー”と称さ
れるものである。分散・コロイドミルは周知の装置であ
り、このことは・マグロ−ヒル社にニーヨーク）、１９
７３年、第５版、アル・エッチ・ペリとシ・エッチ゛チ
ルトン（Ｒ，Ｈ，Ｐｅｒｒｙ　＆Ｃ，Ｈ，Ｃｈｉｌｔｏ
ｎ　）　ｍ集の“ケミカル　エンジニアーズ　ハンドブ
ック（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　Ｈａｎ
ｄｂｏｏｋ　）”の第８４２頁、第８４３頁にも概要記
載されている。このハンドブック中に指摘の如く、この
タイプ装置は通常の分散、コロイドミル操作用のうち特
殊な種類に属し、高速流の剪断作用原理を応用したもの
である。

この発明用の好ましいミルは、差圧を保持し、しかもポ
ンプ操作し得るスラリーを通過させるに狭少な間隙部を
備えるか、取付けることが特徴である。

また、できればこの高速剪断流は狭い間隙部を高速で通
過させることにより得られ、この間隙間ではかなり高い
差圧が保持される。この操作はたとえば、公知ノマント
ンーゴーラン（Ｍａｎｔｏｎ−Ｇａｕｌｉｎ　）　ミル
という“ゴーラン（Ｇａｕｌｉｎ）ホモジナイザー°と
よく呼称される装置で行うことができる。この操作の基
本は、往復、容積型ピストンポンプにホモジナイジング
バルブ組立体を取付け、このバルブを排出口に設けるも
のである。不均質の成分が高圧・低速条件でバルブ部に
導入され、このバルブの狭小部を通過する際（この部分
はバルブとバルブシート間の接近隙間に相当する）、速
度が音速近くまで増加する。これにより高剪断力が働き
減速され、またこの剪断力は装置中で、上記高速流が（
ｉ撃用リングに当りその流れ方向をかえる際に更に補助
効果をあげる。この件で興味のあるのは、米国特許第３
，３４８．７７８号、チン（Ｍ。

１、Ｃｈｉｎ）とその共同研究者によるものであり、こ
の特許では派生する粘土−水系の流動性改善のため、カ
オリン粘土処理用にマントン−ゴーラン型の装置を用い
ることとしている。この特許は上記ミルの配設にとって
も、その細部設計にとっても関心を持つべきものである
。また当特許では、ミルに設ける隙間のことにも触れ、
この値が数分の１インチ、通常０．００１から０．００
５インチ（ｏ、　０２５４〜０．１２３龍）としている
が、条件により０．０９インチ（２，３１１）さらに０
．１インチ（２，５４１１）にまで大きくできるとして
いる。

更ニマた、マントン−ゴーラン型ミル採用の場合の間隙
部の差圧は、好ましくは１０００から８０００ｐｓｉｇ
　（７０〜５６０　ｋｇ／ｃｆｆｌ）　、代表的な採用
値は４０００から６０００ｐｓｉｇ　（２８０〜４２０
ｋｇ／ＣＩｌりであり、特定装置の場合８０００ｐｓｉ
ｇ（５６０ｋｇ／ｃｕｔ）以上に高めることも容易であ
る。

上記スラリーは標準値２５ｗｔ％以下の固形分であるが
、これも変動できるうえ適当な分散剤を使えば定格値以
上でも構わない。基本的要請条件は、スラリーがポンプ
操作でき前記高剪断流を受は入れられる点にある。

上記のマントン−ゴーラン型ミルの狭小通過流路以外に
本発明によれば、ステーターとローターとの間隔を狭め
た分散・コロイドミルの採用により高速剪断流が得られ
ることである。この場合ステーターとローター間にスラ
リーを通過させて高速剪断流にかける。よく知られてい
るグリア−（Ｇｒｅｅｒ　）型ミルはこの設計タイプの
１つであり本発明実施にも採用し得る。このグリア−型
ミルでは、狭小間隙は固定ステーターと垂直に取り巻く
ステーター内で回転するローターとにより形成され、処
理用スラリーは加圧下で間隙部を通過させる。

さらに高速剪断流を生ぜしめる好適装置を前記ベリーと
チルトンは先の刊行物中で解説している。

この別法としてスメクチックタイプ粘土を本発明のプロ
セスにより、強力混練処理にかけることもできる。この
処理はできれば米国特許第３，５７４゜３４５号で開示
の混練機中にスメクチックタイプの粘土を通すと好都合
である。この種の装置には一種のバレルと、これにとり
つけたモータ駆動式スクリューと、混練機から材料を抽
出するバレルのテーバ出力端にある開口板とを設ける。

上記パグミルが従来のそれととくにことなることは、Ｌ
／Ｄ比が４二１ないし１０：１であることで、この場合
りはパグミル、バレル内のスクリューまたはオーガの有
効長で、Ｄはこのスクリューを備えたバーシル部の内径
をさす。

本発明によれば、最低乾燥粘土あたり４０〜５０）Ｐ−
ｈｒの動力を混練機通過の原料に加えるのが望ましい。

多少ミルの複式通過は必要とするが、一層大きな動力も
使用できる。

本発明による高エネルギー操作でゲル化性を大いに向上
させる詳細手段はまだ完全に説明しきってない。しかし
、この処理法が平均粘土の粒径に顕著な役割りを果すこ
とは判っている。この関係で決定されたことは、０．７
５６μｍ平均径のベントナイト系原料サンプルを、動力
インプット能力が２１０　Ｈ）−ｈｒ／　を粘土である
マントン−ゴーラン型ミルに通すと、平均粒子系が０．
４３μｍに縮小したことであった。第二の例としてエネ
ルギーインプットを７００　Ｗ−ｈｒ／　を粘土に増し
た時、粘土の平均粒径は、０．７５６μｍから０．３５
２μｍに減少しているのが挙げられる。この種の平均粒
子径減少は、粘土を上記混練機へ通した時明白となった
。また例えば、平均粒径０．４７５μｍのスメクチック
タイプの粘土を混練機に通し、そのエネルギー消費が３
０　）Ｐ−ｈｒ、／　を結上程度とした時、その平均粒
径は０．３９１μｍに落ちている。

エネルギー消費率が５１　）Ｐ−ｈｒ／　を粘土と１０
８）Ｐ−ｈｒ／を粘土で、その平均粒径が０．７５６μ
ｍの原料粘土は、その粒径がそれぞれ０．２７７μｍと
０．２７６μｍとに減少される。この結果から言えるこ
とは、たしかに相当な粒径の変動があることと、この種
データが粘土調査の一例にすぎないことがある〔この種
のデータにおいて水中分散のベントナイトの平均粒径は
積算平均であり、この測定装置“ナノザイザー（Ｎａｎ
ｏｓｉｚｅｒ）　　’はカウルター（Ｃｏｕ　ｌ　ｔｅ
ｒ）社により市販されているものである。〕 本発明で用いるスメクチックタイプの粘土は、前述のオ
ルガノクレー調製において先行技術として使用していた
ものと全く同一のものである。このタイプはスメクチッ
ク性の粘土であり、少くとも１００ｇ粘土あたりミル当
量にして７５の陽イオン交換能を持つものである。この
種の目的に適う粘土には、天然に試作するワイオミング
（Ｗｙｏｍｉｎｇ　）膨潤粘土の変種ならびにその同等
品、膨潤性Ｍ　ｇ　−Ｌ　ｉ−シリケート粘土の一種ヘ
クトライトを含む。これらが上記形態になっていない場
合はこの粘土類をＮａ系の形に転換しておくと好都合で
ある。これは再度公知のように陽イオン交換反応により
達成できるし、あるいはこの粘土を水溶液反応を用い可
溶性Ｎａ化合物と反応せしめた状態調整も可能である。

合成スメクチック粘土は、モンモリロナイト、ベントナ
イト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、それ
にステベンサイトとしても利用できる。

この発明の代表的プロセスで、粗製スメクチック粘土、
例えばベントナイトは、大体固形分がＩＱｗｔ％以下の
状態の水中に分散する傾向がある元来比較的固形分少い
もので、このスラリーは篩分けと遠心分離を行って、そ
のスラリーを非粘土質と、石英のような摩耗性の高いも
のとを区別して除去する。これら摩耗物質の除去は、マ
ントン−ゴーラン型ミル中の如く、狭小隙間を通過させ
る際の剪断力をスラリーが受けるような雰囲気では特に
望まれる。上記のような摩耗性材料があると、オリフィ
スチャンネルとかミルの付帯部材は急速に劣化する。

遠心分離後の微粒分と標準的には４〜５ｗｔ％の固形を
含む部分を引き続き高速剪断流に当てる。

前述の如くこのスラリーをマントン−ゴーラン型ホモジ
ナイザーを介し流過させてよいが、この装置内の隙間部
の圧力は１０００〜８０００ｐｓｉｇ　（７０〜５６０
ｋｇ／ｃｏりとするが、好ましくは４００〜６０００ｐ
ｓｉｇ　（２８０〜４２０ｋｇ／ａｄ）である。この高
速剪断流段階を出た粘土製品を続いて、第四アミンとの
従来用いる反応操作にかける。

これに対する化法として、粗製スメクチックタイプ粘土
を約６０．０から７５．０固形物含有％の成分に調整し
、これを次いで４０〜５０　）Ｐ−ｈｒ／　を乾燥粘土
の負荷条件で混練機を通す。粗製原料がナトリウム系態
でない場合は、混練操作中に炭酸ソーダを添加してナト
リウムベントナイトとすることができる。このあと比較
的低固形物、つまり通常Ｉ　Ｑｗｔ％以内の固形状態で
粘土を水中に分散させる。更にこのスラリーを分級濾過
し、遠心分離にかけ、非粘土質と石英のごとき摩耗成分
を特に取り除く。有機反応用粘土の調製には４μｍ以下
を取り除（遠心分離操作とするのが望ましい。

そして遠心分離からの成分を次に通常の方式で第四アミ
ンと反応させる。

このように高速剪断流、又はアミンとの混練機内粘土と
の操作は、前記特許の他、十分詳細に紹介の従来技術を
採用すればよい。

処理粘土との反応有機化合物は、第四アンモニウム化合
物であり、この塩の陰イオンは塩化物、臭化物、又はこ
れらの混合物であるのが好都合であり、もっと好ましい
のは塩素イオンである。またこの陰イオンは、硝酸塩、
ヒドロキシル、酢酸塩、もしくはこれらの混合物であっ
ても構わない。

これらの何れの化合物も、ここで述べる有機オルガノク
レーの調製には有効なため、前記記載の特許で報じた有
用化合物を含め、本発明用に採用することができる。そ
の他の化合物中で挙げられる物質は、ジメチル・ジ（水
素化脂肪）、ジメチルベンジル、水素化脂肪、ジベンジ
ルジアルキル、メチルベンジルジアルキル、それにトリ
メチル−水素化脂肪塩類がある。

発明による改良効果によれば、ゲル化特性すなわち、発
明にもとすく処理粘土のゲル化性能はきわめて改善され
、期待の結果を得るのにゲル化剤の相当量の使用に匹敵
するものである。また従来適当なゲル化剤取得用に粗原
料としては不適と見られていた、ある種のベントナイト
系粘土でも本発明を通用すれば十分ゲル化有機剤または
同等品として使用に耐える有機質ゲル化剤を得ることが
可能となる。従って実質的なこの発明のメリットは粗製
原料の有効利用が図れることにあり、これによって最終
ゲル化製品製造用とし幅広く原料選択の手が拡げられる
ことである。

次に実施例により発明の態様を詳述する。

〈実施例１〉 この例では出発物質としてワイオミング（Ｗｙｏｍｉｎ
ｇ　）ベントナイトを使用する。この粗ベントナイトを
最初に固形分７ｗｔ％の割合で水に分散させ、このスラ
リを濾過した後、遠心分離して、非粘土分を、特に石英
のごとき摩耗物質を除去する。

約４〜５固形ｗｔ％の遠心分離機からの微細成分を２部
に分別する。このうちの一部をコントロールサンプルと
し、他の一部を発明の方法にもとずきマントン−ゴーラ
ンホモジナイザーへ通過させ、この装置の間隙部に５０
００ｐｓｉｇ　（３５０ｋｇ／ｃｄ）の圧力を加える。

コントロール用と剪断用サンプルとを更に分取し、これ
らの成分をジメチル・ジー水素化脂肪−アミン塩と反応
させる。アミン対粘土の比は、サンプル中で１００％活
性粘土ベースとして１００ｇ当り８５〜１０５ミリ当量
の間に変動している。このアミンを約４〜５固形％のス
ラリー中で温度６０℃のちとに攪拌し、更に成分を濾別
、水洗してから６０℃で乾燥する。乾燥物質をミクロプ
ル（Ｍ　１ｃｒｏｐｕ　ｌ　）型ミルで、その約９５％
を２００メツシユ以下にするように粉砕する。各コント
ロールサンプルと本発明用サンプルのそれぞれについて
ゲル化性能テストを行う。

第１図にファン（Ｆａｎｎ）粘度をｃｐｓ単位で示し、
そして未処理へントナイトサンプル、即ち従来技術によ
るサンプルと、本発明で処理したサンプルにつき、粘土
に加えたアミンのミリ当量値を関数として測定値を目盛
る（横軸には強熱減量を粘土と結合した有機質の測定の
ために目盛る）。この実施例で用いるベントナイトのタ
イプは、専門家であればオルガノクレーのゲル化剤調製
用としては比較的“良質”のものであるとと判定できる
。

粘度はマルチ−ミキサー缶中に導入する油量を測定して
決定する。従来技術と本発明それぞれの場合、判定用の
サンプルを攪拌しつつディーゼル油に加え、その後かき
まわしながら混合物中水を追加してミキサーから缶を取
り外し、これをファン粘度計に取付けて回転数が６０Ｏ
ｒｐｍと３０Ｏｒｐｍでのそれぞれの読みを取る。ゲル
化読みは１０秒後に行う。これから明らかなように、ゲ
ル化ディーゼル油の粘度が大幅に改善されていることは
この発明で用いるアミン／粘土の比の全範囲から考えて
十分に確かめられる。

〈実施例２〉 この場合の手順は実施例１とほとんど変らないが、違う
点はゲル化剤とこの発明との影響度を無臭鉱油（ＯＭＳ
）と粘土サンプルとを混合せしめて判定していることで
ある。このプロセスでは一定量の無臭鉱油をコンテナー
に移し温度を一定とする。１００％炭酸プロピレンの微
量を攪拌しながら混合物に加える。次に判定しようとす
るサンプルの規定量を容器に移し、そのあと強く攪拌す
る。混合物をカラレス（Ｃｏｗｌｅｓ）ブレードを用い
て約２分間混練し、ゲルをヘラで１０回かきまわす。容
器に蓋をしてゲルは２時間、２４±１℃の下に恒温浴中
放置させ、そのあとゲル粘度をブルックフィールド（３
ｒｏｏｋ　ｆｉｅｌｄ　）粘度計で測定する。その実測
結果を第２図で示すが、前記無臭鉱物油をゲル化せしめ
る性能については、処理したオルガノクレーと未処理の
オルガノクレーとの間になお一眉明瞭な違いを見出すこ
とができた。

〈実施例３〉 実施例１及び実施例２と同じ原料をトルエン中でゲル化
性能比較を行った。この例では、オルガノクレー６ｇを
ウオリング（Ｗａｒｉｎｇ）ブレンダーを使って３４０
ｍ１のトルエンと混合する。つぎに極性分散剤を２．３
ｍｌ、メタノールを９５ｗｔ％、脱イオン水を５ｗｔ％
とした成分割合にして追加配合を行った。（通常、微量
の極性化合物を添加して最大粘度を得ている。代表的な
極性活性剤は水とメタノールと炭酸プロピレンとである
）。

そして次に内容物を容器に注ぎ、ゲルを容器リップ上に
きわめて少しづつ流過させるようにし空気泡すべて逸出
させるようにしている。容器を水浴中７４±１°Ｆ（約
２３℃）に２時間放置させ、そのあとブルックフィール
ド粘度計の読みをとる。

ここでも第３図により本発明のすぐれた効果が確かめら
れる。

〈実施例４〉 この場合も改質ベントナイト調製目的に使用した実施例
１の手順と全くよく似ているが、違う点は、使用するベ
ントナイトサンプルが、オルガノクレーゲル化剤調製用
として“低品質”粗原料を使っていることである。無臭
鉱油の処理手順も実施例１と同じである。測定データを
第４図に示す。

これにより本発明により処理した材料に対するゲル化性
能が顕著に改善されているのが分かる。事実記述したよ
うに、上記粗ベントナイトは従来の方法で処理した場合
、ゲル化剤として受入れられぬものと見なされたがこの
発明によれば完全に受入れてよい製品が得られる。

〈実施例５〉 この例でも′低品質”のベントナイトを本発明と従来の
方法とにより処理し、Ｉ−ルエンのゲル化に及ぼす影響
を実施例３の手順に準じ仕上げることができた。第５図
では実施例４で検討したと同じ結果が出ている。すなわ
ち、この発明によれば品質によくないベントナイトが果
すゲル化性能を著しく改善し、ゲル化剤として使用を狙
っているオルガノクレーの調製用として今まで受入れら
れなかった材料に代りに、何回も使い古した材料を使い
切ることができるであろう。

〈実施例６〉 この実施例では、実施例１で最初に操作した精製ヘント
ナイトスラリーサンプルを、分散ミルの一種でロータ／
ステータ一式タイプとして周知のグリア−（Ｇｒｅｅｒ
　）型ミキサーを通過させることにより高速剪断流にさ
らす。この操作でスラリーを最大速度８５００ｒｐｍの
もとて最低５分間、」二足ミキサーで混練する。そして
混練後にアミンを従来通り直接加える。比較データによ
り、この発明によるサンプルと、従来式処理としたサン
プルとで、ディーゼル油に対するゲル化効果が明示され
る。この結果、その改善効果はマントン−ゴーラン型ミ
ルを使って行ったものほど優れていないにしても、本発
明による効果はかなり認められる。

〈実施例７〉 この実施例では前記実施例記載の手順と似ているが、無
臭の鉱油のゲル化用として取得サンプルが評価されてい
るのが違いである。その測定データを第６図にボす。こ
こでも改良の成果が、マン［・ンーゴーラン式操作でス
ラリーを流過せしめて得た効果には及ばないにしても、
この発明による性能の上から明白に認められる。

この発明の狭小間隙部を介し、粘土スラリーを通過せし
めると、例えばウオリングブレンダーやカウレスディス
バーサタイプ等のような従来のブレード式又はディスク
タイプ式ミキサーを用いる場合と全く違った効果が得ら
れている。

カラレス型の高速溶解では、ブレードの破砕作用（機械
的エネルギー）により、また層流から起る汚損により、
流体へは剪断力がかかる。この両者のうち、汚れ発生機
構の方が一層重要であり、分散効率は攪拌設計条件（回
転数、羽根大きさ、容器の寸法、形）により左右される
。渦流と乱流とは混合には都合がよいが、一方で最も目
立った例として、混じり合ったポケットが分散しないま
まであることであり。この反対に、層流のタイプが効率
的な攪拌を行うことができない場合があるが、相互間の
層抵抗により、どのような粒子塊でも引裂かれ、効果的
分散が得られる。更に、流体が粘性を増すなど、引裂き
は効果を挙げ、カラレス分散装置の効率は粘度の増大と
ともに増す。

これと対照的現象は、マン１−ンーゴーラン型ミルによ
り、高圧、低粘度のもとで製品が膨張弁に進入してくる
ことである。製品が、パルプとバルブシート間とにある
狭い間隙に入りこむと、ベルヌーイ効果で生ずる圧力増
に応じ３００００ｃｍ／秒という速度の変化を生ずる。

このことから泡の発生が生じ、加工速度がバルブシート
域を去る個所で減するため、この泡がきわめて強い爆縮
性を持つことになる。このことが衝撃波の発生を助長し
、またこの波が衝突により剪断を誘発する。この進行過
程はキャビテーション（Ｃａｖｔ　ｔａｔｉｏｎ）とし
て知られるものである。カラレス装置の挙動に対し、マ
ントン−ゴーラン型ミルの効率は、剪断波が急に消失す
ることから起る粘度の増大とともに低下する。

ここでもわかるように、典型的なカラレス溶解機中の剪
断応力は大体２０１３ｄｙｎｅ／−となる。

（このことから流体の密度が１．０ｇ／ｃポ、４インチ
ブレードを備える熔解機については４０００ｆｔＺ分（
２０００ｃｍ／秒）であることが予想される。

マントン−ゴーラン型ミルは剪断機構として層流を利用
しないが、これは層流が剪断速度ならびにキャビテーシ
ョンで見掛ける剪断応力に対する上限と見るべきである
。きわめて高圧であることが原因して層流応力の強さの
剪断が生ずるものと見なされる。

このことを想定しバルブとそのシート間に適当な距離（
１００ＩＩｍ）を推定すると、メーカーの仕様から剪断
速度を約２．９　Ｘ　１０６　／ｓｅｃ　、この際の剪
断力は８．８Ｘ１０ηｄｙｎｅ／　Ｃ１ｌ！として表す
ことができる。

前記の如く、カラレス装置とマントン−ゴーラン装置間
には以下の相違点が見出される。

（ａ）　　マントン−ゴーラン型ミルは、きわめて高い
粒子速と乱流とを有するキャビテーション原理により操
作されるものであり、カラレス装置は層流により生ずる
効率的分散を示す低剪断速度により操作されるものであ
る。

（ｂ）　　カラレス分散装置の効率は粘度の増加ととも
に増すが、ゴーラン装置効率は粘度増加と反対に減少す
る。

（Ｃ）粘土の懸濁粒子はゴーラン装置内では、比較的高
い剪断応力と剪断速度とを示すが、両者何れも直接計算
は厄介である。

（ｄｌ　　単位面積当りの粘土スラリーに及ぼす全剪断
力を比較するには、時間積算を比較しなければならない
。今、ゴーラン装置のポンプストロークを１８０　Ｏｒ
ｐｍ　　（０，０３秒／ストローク）とすると、全剪断
時間値を推定することができ、カラレス装置での３５分
間の剪断は、全剪断を問題とする限りマントン−ゴーラ
ン装置にかかるボンジノ１ストローク分の剪断であるこ
とも示している。

〈実施例８〉 この実施例では出発物質としてはワイオミングベントナ
イトを使用した。粗ベントナイトを約６０から７５％固
形分となるよう水で調整した後、前述の特許第３，５７
４，３４５号で説明したタイプの混練機を通過させる。

このミルのＬ／Ｄ比は、約７゜５＝１である。材料には
約４０〜５０　）Ｐ−ｈｒ／　を乾燥粘土の動力を加え
ている。混練ベントナイトを水に分散せしめ、７固形ｗ
ｔ％とする。スラリーは濾別し、ついでこれを遠心分離
にかけ・非粘土質、特に石英のごとき摩耗用材料を取り
除く・この場合・遠心分離機からの微細成分には約４〜
５ｗｔ％の固体を含んでいる。処理したサンプルを更に
分割して、これらの材料をジメチル・ジ（水素化脂肪）
アミン塩類と反応させる。アミン対粘土の比率はサンプ
ル中、１００％活性クレー基準としてこのクレーの１０
０ｇ当り８５〜１０５ミリ当量値の範囲で変動している
。このアミンを、６０℃のもとて約４〜５％固形分含有
のスラリー中に導入し、約１／２時間攪拌をつづけ、そ
の後、材料濾過、水洗、６０℃で乾燥し、この乾燥成分
をミクロプル型ミルを使って、９５％を２００メツシユ
以下に篩分する。その後、本発明用サンプルのゲル化特
性をきめるテストを行った。

第８図には、ｃｐｓ単位で示すファン度を粘土に加える
アミンの当量限度を関数として目盛る。その対称サンプ
ルは一つは未処理のベントナイトサンプル、つまり従来
技術によるサンプルと、本発明にもとず（処理サンプル
とがそれである。（横軸にはまた強熱減量を粘土と結合
した有機質の測定のために目盛る。）この実施例で用い
るベントナイトのタイプは専門家であればオルガノクレ
ーゲル化剤調製用としては、比較的“良質”と判定でき
る。粘度は、マルチ・ミキサー缶中に導入する油量を測
定して決定する。それぞれの場合、判定用のサンプルを
攪拌しつつディーゼル油に加え、その後かきまわしなが
ら混合物中、水を追加してミキサーから缶を取り外し、
これをファン粘度計上に取付け、６００ｒｐｍ　、３０
０ｒｐｍでのそれぞれの読みをとる。ゲル化読みは１０
秒後に行う。

これからも明らかなように、ゲル化ディーゼル油の粘度
が大幅に改善されていることは、この発明で用いるアミ
ン／粘土比の全範囲から考えて十分に確かめられる。

〈実施例９〉 この場合の手順は実施例８とほとんど変らないが、違う
点はゲル化剤とこの発明とのに’！度を無臭鉱油（○Ｍ
Ｓ）と粘土サンプルとを混合せしめて判定していること
である。このプロセスでは一定量の無臭鉱油を容器に移
し、温度を一定とする・１００％炭酸プロピレンの微量
を攪拌しながら混合物に加える。次に判定しようとする
サンプルの規定量を容器に移し、そのあと強く攪拌する
。混合物をカラレスブレードを用い約２分間混練し、ゲ
ルをへらで１０回かきまわす。容器に蓋をし、ゲルは２
時間、２４±１℃のちとに恒温浴中放散させ、そのあと
、ゲル粘度をブルックフィールド粘度針で測定する。そ
の実測結果を第９図で示すが、前記無臭鉱油をゲル化せ
しめる性能について処理したオルガノクレーと未処理の
オルガノクレーとになお一層の明瞭なちがいを見出すこ
とができる。

〈実施例１０＞ 第１０図で示すように、実施例８と９との同種原料をト
ルエン中に入れゲル化性能の比較を行った。この例では
オルガノクレー６ｇをウオリングブレンダーを使って３
４０ｍＮのトルエンと混合する。次に極性分散剤２．３
　ｍ　ｌを加え、メタノール９５ｗｔ％、脱イオン水５
％の成分割合とし追加配合を行った。（通常、微量の極
性化合物を添加して最大粘度を得ている。代表的な極性
活性剤は水とメタノールと炭酸プロピレンとである。）
次に内容物を容器に注ぎ、ゲルを容器リップ上にきわめ
て少量づつ流過させるようにし、これで空気泡すべてを
逸出させる。容器を水浴中で７４±１°Ｆ（約２３℃）
で２時間放置させ、そのあとブルックフィールド粘度計
の読みを取る。ここでも第１０図により当発明のすぐれ
た効果を確かめることができる。

本発明は、特にその特定的実施態様として示されている
が、本開示に鑑み、本発明についての多数の改変が、本
教示の範晴内にある限り、当業者にとって可能であるこ
とが理解されるであろう。

従って、本発明は広く解釈され、ここに示された特許請
求の範囲の範晴と精神によってのみ限定されるべきであ
る。

尚、この発明の具体例を更に列挙すると次の通りである
。

（１）使用する粘土をアンモニウム化合物と反応させる
に先き立ち、ポンプ操作し得るスラリーとして高速剪断
流処理にさらすか、または強力な混線処理にかけること
を特徴とする、スメクチックタイプ粘土と高級アルキル
含有第四アンモニウム化合物との反応により得られる高
ゲル化性オルガノクレーの製造方法。

（２）上記ポンプ操作し得る粘土スラリーを、差圧を保
持する狭小間隙部へ通過させて高速剪断流にさらすこと
を特徴とする上記第１項記載の方法。

（３）上記高速剪断流が前記間隙部上でこの粘土の硬質
部に衝突し、上記粘土粒子を一層剪断するとともに微粉
砕させることを特徴とする上記第２項記載の方法。

（４）差圧が１０００〜８０００ｐｓｉｇ　（７０〜５
６０ｋｇ／ｃｎ）の範囲にあることを特徴する上記第２
項記載の方法。

（５）差圧が４０００から６０００ｐｓｉｇ（２８０〜
４２０ｋｇ／ｃｆｆｌ）の範囲にあることを特徴とする
上記第２項記載の方法。

（６）上記剪断および衝撃操作をホモジナイザー内で行
うことを特徴とする上記第１項から第４項までの何れか
に記載の方法。

（７）上記ポンプ操作スラリーが２５ｗｔ％以下の固形
分を含有することを特徴とする上記第６項記載の方法。

（８）上記剪断流を、相互に相接近したステーターとロ
ーターとを備えた分散ミルを通過させ、高速回転とし、
前記スラリーを少くともステーターとローター間の間隙
部内で上記剪断力に作用させることを特徴とする上記第
６項記載の方法。

（９）少くとも含水粘土に対し２０　Ｈ’−ｈｒ／　ｔ
　（１４、９ＫＷ　−ｈｒ／　ｔ　）の動力を加える混
練機に上記粘土を通過させ、上記混練処理を実施するこ
とを特徴とする上記第１項記載の方法。

ａω　水分２５〜４Ｑｗｔ％の上記粘土を前記混練機に
通過させることを特徴とする上記第９項記載の方法。

０υ　上記の添加エネルギーが最低４０　Ｈ）−ｈｒ／
　ｔ（２９、８ＫＷ−ｈｒ／　ｔ　）であることを特徴
とする上記第１０項記載の方法。

（２）上記パグミルのＬ／Ｄ比が４：１から１０：１の
間にあることを特徴とする上記第９項記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により調整したオルガノクレーによる
ディーゼル燃料油のゲル化性能と、従来の方法により処
理したオルガノクレーによるゲル化性能との比較を示す
グラフ、 第２図は、本発明によるオルガノクレーと、コントロー
ル用で未処理のオルガノクレーとを用いて無臭鉱油をゲ
ル化する際の比較を示した第１図相当のグラフ、 第３図は、トルエンゲル化についての比較を示す第１図
相当のグラフ、 第４図は、比較的低品質の粗粘土を出発物質とした場合
の無臭鉱油についてのゲル化性能の比較を示す第１図相
当のグラフ、 第５図は、トルエンゲルの粘度測定の場合の比較データ
を示す第４図相当のグラフ、 第６図は、前記各図におけるゲル化ディーゼル油につい
てのテストデータを示すと共に、高剪断流の影響をおり
込んだグラフ、 第７図は、剪断流を使用したことによる無臭鉱油でゲル
化性能の改善された状態を示す第６図相当のグラフ、 第８図は、本発明の一変形で調製したベントナイトスラ
リーと、従来の方法で調製したベントナイトスラリーと
で、ディーゼル油をゲル化した場合の性能を比較したグ
ラフ、 第９図は、本発明によるオルガノクレーと、コントロー
ル用未処理のクレーとを用い、無臭鉱油をゲル化した場
合の比較グラフ、そして第１０図は、トルエンゲルにつ
いての比較データを示す第９図相当のグラフである。 第１図 アニソ／Ｘ５土／ミリ当ｆｌ／１００３０．木、づ〔８
月１：よろず前装ヘントナイト　スリラー処三！・貼１
ｒｘテンービル１′都第４５由ケ゛ル中夕則定。 第２図 ４ｙは、５　Ｂ、　ｇｂＥＩｉ＋グール甲；目りＬ第３
図 、本全日月１；よる十り長ベシトナイ）・スリラー又二
ｊ呈１；」・結尾（ユ繭は〉プルｔｈ；則定。 第４図 ・本発８月１１上る精製べ゛〉１ナイｌ−スリラー史Ｊ
里１ぐＩ）影ｌ・ず６廖は魚奥橿露ヲ由゛中了貝り１月
〕第５図 強熱はＪ（重量％） ・１本、企明１ｚよろ十）毛竺へ・ントナイト、又ユ２
Ｊ里１；よ）、？ヨう・束古度はトルエンケつし中唄１
］定、。 第６図 ３７　３８　３９　４０　４＋ 強熱］威量（重］％ジ ・彷度（Ｊテ２−　ｔ”）凶由中須り足。 第７図 強熱涛゛量（重量％） ０ローター／ステーターミ芙サーイ史用￥Ｒ製ハ′ント
ナＡトスラリ−処理 ・粘度に無臭金広畑中須り定。 第８図 強弁制Ａ″！　（重量％少 ゛見度（エディ−亡゛ルグ料；由中５則Ｉ第ｑ図 強熱ヲ度Ｘ＜豊Ｉ％） アミン／貼土／Ｓり百量／ノｏｏＰ ゛５殻力；昆４糸束右吃１１よ）幻１製ぺ°〉トチイト
処５里１′・末吉度ｉＪ酬臭オ広ミ由つ−ルφ；貝ＩＩ
定。 第１０図 ・５巨刀二昂よ粟才瞠１てｐ粗製へントブイトタ３．工
霊１：よ５影〜Ｖ°オ６度１ｆｆｋ几エン中：則定７ 手υＳネ市正書く自発） 昭和６０年　８月　５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 使用する粘土をアンモニウム化合物と反応させるに先き
   立ち、ポンプ操作し得るスラリーとして高速剪断流処理
   にさらすか、または強力な混練処理にかけることを特徴
   とする、スメクチックタイプ粘土と高級アルキル含有第
   四アンモニウム化合物との反応により得られる高ゲル化
   性オルガノクレーの製造方法。