図面 (/)

技術 沈降珪酸、その製造法および該化合物の使用

出願人 エボニックデグサゲーエムベーハー
発明者 ゴットリープ-ゲオルクリントナーロベルトクールマンクラウス-ペータードレクセル
出願日 2009年8月3日 (11年5ヶ月経過) 出願番号 2009-180634
公開日 2009年11月19日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2009-269817
状態 特許登録済
技術分野 凝集又は沈殿 珪素及び珪素化合物 洗浄性組成物
主要キーワード 測定チェーン シングルロッド 較正温度 pH電極 試料配合 技術試験 計量分配装置 ゲル点
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年11月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (0)

図面はありません

課題

珪酸は、しばしば極性化合物、例えば塩化コリンプロピオン酸または蟻酸のための担持材料として使用されるので、極性化合物に関連して特に良好な吸収挙動を有する珪酸を提供する。

解決手段

少なくとも15〜60の一定のアルカリ数の維持下に珪酸塩水溶液を酸により沈殿させることによって得ることができる沈降珪酸または珪酸塩

概要

背景

殊にビタミンEアセテートまたは塩化コリンのための担持材料としての沈降珪酸は、久しく公知である。即ち、例えば欧州特許第0937755号明細書には、如何にして沈降珪酸をpH制御された沈殿反応によって製造し、引続き噴霧乾燥するかが記載されている。こうして得られた沈降珪酸は、特に液状作用物質、例えば塩化コリン溶液またはビタミンEの吸着使用可能である。

ドイツ連邦共和国特許第19860441号明細書には、珪酸懸濁液を1つ以上の作用物質一緒熱風で発生された渦動床中に噴霧するかまたは飛散させることにより、沈降珪酸と作用物質とからなる作用物質吸着質を製造することができることが開示されている。

同様に、ドイツ連邦共和国特許第19825687号明細書に記載されているように、前記目的のために疎水性の沈降珪酸を使用することも可能である。

キャリヤーとしての使用の場合には、珪酸の次の性質が重要である:
吸着能力、良好な吸収運動および僅かな微細ダスト含分。従って、高まる安全性の要求および常に高度に集中された吸着質を得るという要求に基づいて、同時に吸着能が高まる場合に極めて僅かな微細物質含分を有するキャリヤー珪酸がこれに当てはまる。この公知の珪酸は、一般に極性化合物に対して顕著な吸収特性を有しない。

概要

珪酸は、しばしば極性化合物、例えば塩化コリン、プロピオン酸または蟻酸のための担持材料として使用されるので、極性化合物に関連して特に良好な吸収挙動を有する珪酸を提供する。少なくとも15〜60の一定のアルカリ数の維持下に珪酸塩水溶液を酸により沈殿させることによって得ることができる沈降珪酸または珪酸塩。なし

目的

本発明の課題は、極性化合物に関連して特に良好な吸収挙動を有する珪酸を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

次の物理化学的データ:BET表面積150〜300m2/gDBP吸収量270〜450g/100g塩化コリン吸収量150〜400g/100g(75質量%の水溶液CTAB表面積50〜350m2/gDBP/塩化コリン吸収量1.07未満を示すことを特徴とする、沈降珪酸

請求項2

沈降珪酸が電解質0.01〜26質量%を含有する、請求項1記載の沈降珪酸。

請求項3

沈降珪酸がAl、Mg、Ca、Ti、Zr、Feの群からの金属イオン1〜50質量%を含有する、請求項1記載の沈降珪酸。

請求項4

少なくとも25の変更されたシアーズ数を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の沈降珪酸。

請求項5

280〜450g/100gのDBP吸収量を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の沈降珪酸。

請求項6

珪酸塩水溶液装入し、珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸とを同時に供給し、7〜3.0のpHになるまで再び酸性にし、濾過し、乾燥させることにより沈降珪酸を製造する方法において、珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸を少なくとも15〜60の一定のアルカリ数の維持下に供給し、噴霧乾燥器を用いて乾燥されるかまたはノズル塔中で乾燥されることを特徴とする、沈降珪酸の製造法

請求項7

アルカリ数が少なくとも15である、請求項6記載の方法。

請求項8

珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸を同時に供給する前または間に電解質を添加する、請求項6または7記載の方法。

請求項9

珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸を同時に供給する前または間にAl、Ti、Zr、Fe、MgまたはCaの群からのイオンを添加する、請求項6または7記載の方法。

請求項10

肥料添加剤化学的中間生成物のための担持材料としてかまたは洗剤工業における請求項1から5までのいずれか1項に記載の沈降珪酸の使用。

請求項11

蟻酸プロピオン酸乳酸燐酸塩化コリン溶液植物抽出液メラミン樹脂塗料添加剤芳香剤または洗剤のためのキャリヤーとしての請求項1から5までのいずれか1項に記載の沈降珪酸の使用。

請求項12

エラストマープラスチック蓄電池セパレータ練り歯磨き触媒担体におけるかまたは凝集助剤としての請求項1から5までのいずれか1項に記載の沈降珪酸の使用。

技術分野

0001

本発明は、一定のアルカリ数(Alkalizahl)の下でアルカリ金属珪酸塩を酸沈殿させることによって得ることができる珪酸および該化合物キャリヤー珪酸としての使用に関する。

背景技術

0002

殊にビタミンEアセテートまたは塩化コリンのための担持材料としての沈降珪酸は、久しく公知である。即ち、例えば欧州特許第0937755号明細書には、如何にして沈降珪酸をpH制御された沈殿反応によって製造し、引続き噴霧乾燥するかが記載されている。こうして得られた沈降珪酸は、特に液状作用物質、例えば塩化コリン溶液またはビタミンEの吸着使用可能である。

0003

ドイツ連邦共和国特許第19860441号明細書には、珪酸懸濁液を1つ以上の作用物質一緒熱風で発生された渦動床中に噴霧するかまたは飛散させることにより、沈降珪酸と作用物質とからなる作用物質吸着質を製造することができることが開示されている。

0004

同様に、ドイツ連邦共和国特許第19825687号明細書に記載されているように、前記目的のために疎水性の沈降珪酸を使用することも可能である。

0005

キャリヤーとしての使用の場合には、珪酸の次の性質が重要である:
吸着能力、良好な吸収運動および僅かな微細ダスト含分。従って、高まる安全性の要求および常に高度に集中された吸着質を得るという要求に基づいて、同時に吸着能が高まる場合に極めて僅かな微細物質含分を有するキャリヤー珪酸がこれに当てはまる。この公知の珪酸は、一般に極性化合物に対して顕著な吸収特性を有しない。

先行技術

0006

欧州特許第0937755号明細書
ドイツ連邦共和国特許第19860441号明細書
ドイツ連邦共和国特許第19825687号明細書

発明が解決しようとする課題

0007

珪酸は、しばしば極性化合物、例えば塩化コリン、プロピオン酸または蟻酸のための担持材料として使用されるので、本発明の課題は、極性化合物に関連して特に良好な吸収挙動を有する珪酸を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

意外なことに、一定のアルカリ数の際に沈降珪酸の製造により、極性化合物に対して良好な吸収特性を有する生成物を得ることができることが見い出された。

0009

本発明の対象は、
珪酸塩水溶液装入し、
珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸とを同時に供給し、
7〜3.0のpHになるまで再び酸性にし、
濾過し、
乾燥させることにより沈降珪酸を製造する方法であり、この場合には、珪酸塩水溶液とルイス酸および/またはブレンステッド酸は、少なくとも15〜60の一定のアルカリ数の維持下に供給し、噴霧乾燥器を用いて乾燥されるかまたはノズル塔中で乾燥される。

0010

本発明による沈降珪酸または本発明により得られた沈降珪酸の高いアルカリ数は、高いシラノール基密度前提とし、それによって極性吸着質に対して高い吸収力を改善する。

0011

同様に、本発明の対象は、例えば肥料添加剤化学的中間生成物のための担持材料としてかまたは洗剤工業における本発明による珪酸または珪酸塩の使用である。

0012

珪酸塩水溶液と酸を同時に供給する前または間に電解質を添加することは、可能である。本発明の範囲内の電解質は、無定形のSiO2骨格中に組み込まれない、例えばそれぞれ硫酸塩、酢酸塩または炭酸塩としてのB、Na、K、Rb、Baのような金属塩またはその水溶液である。電解質の含量は、0.01〜26質量%である(金属イオンとして計算した)。

0013

同様に、SiO2骨格中に組み込まれる、沈殿混合物に金属塩またはその溶液を添加することも可能であり、即ち珪酸塩を得ることができる。この金属イオンの含量は、1〜50質量%、有利に10質量%であることができ、通常のイオンは、Al、Zr、Ti、Fe、CaおよびMgである。

0014

沈降珪酸の製造法は、公知であり、この場合には、一定のpH値が維持される。これに対して、一定のアルカリ数の場合の沈殿反応は、自由に使用することができるナトリウムイオンの濃度が一定に維持されることを意味する。

0015

硫酸を用いての水ガラスの沈殿の場合の酸−塩基反応により、一面でナトリウムイオンは硫酸ナトリウムとして遊離され、他面、ナトリウムイオンは、形成される珪酸塩凝集物中に組み込まれる。

0016

これら2つの反応は、運動的に互いに無関係に進行するので、一定のpHの場合の沈殿は、本発明により実施される沈殿とは別の進行を示す。

0017

同様に、一定のアルカリ数を有する沈殿反応の場合には、pH値は、変化する:即ち、例えば30の一定のアルカリ数の場合には、約10.35のpH値は、沈殿反応(アルカリ珪酸塩溶液および酸の同時の添加)の時間に応じて8〜10の値に低下する。このような沈殿反応がよりいっそう長時間に亘り継続されるにつれて、pH値は、反応の終結時にますます低くなる。このために、珪酸構造体中へのナトリウムイオンの導入は、妥当であると思われる。

0018

本発明による沈降珪酸は、少なくとも1、殊に少なくとも15のアルカリ数、好ましくは15〜60のアルカリ数、特に好ましくは25〜50のアルカリ数、殊に好ましくは30〜40のアルカリ数の場合に製造され、この場合アルカリ数は、沈殿反応の間、一定に維持される。

0019

アルカリ数(AZ)の測定のために、沈殿懸濁液の直接の電位差滴定の場合に塩酸の使用量は、8.3のpHで、即ちフェノールフタレイン変色点で定められる。塩酸の使用量は、溶液または懸濁液の遊離アルカリ金属含量のための1つの基準である。pH値の温度依存性のために、この測定は、40℃で15分間の待ち時間の後に実施される。測定法の正確な記載は、実施例中に見出される。

0020

本発明の対象は、次の物理化学的データ:
BET表面積150〜300m2/g、好ましくは180〜210m2/g、
DBP吸収量270〜450g/100g、好ましくは280〜450g/100g、
塩化コリン吸収量150〜400g/100g、好ましくは240〜400g/100g、280〜400g/100g(75質量%の水溶液)、
CTAB表面積50〜350m2/g、好ましくは100〜250m2/g、130〜200m2/g
を示すことによって特徴付けられる沈降珪酸であり、
この場合非極性物質および極性物質を吸着するための基準としてのDBP吸収量対塩化コリン吸収量の比は、1.07未満、好ましくは1.05未満、特に好ましくは1.03未満である。

0021

珪酸または珪酸塩は、疎水性、即ち非極性の化合物および親水性、即ち極性の化合物に対して異なる親和力を有するので、前記性質を完全に特性決定するために2つの測定値が必要とされる。疎水性化合物に対する珪酸の親和力についての基準としては、DBP吸収量が採用され、親水性化合物に対する珪酸の親和力についての基準としては、塩化コリン吸収量が採用される。従って、前記値のDBP吸収量/塩化コリン吸収量の比は、新規物質特性を反映している。

0022

本発明による沈降珪酸または珪酸塩は、付加的に変更されたシアーズ数(Searszahl)によって特徴付けられていてよい。変更されたシアーズ数は、実施例/方法に記載された方法を用いて定められ、25を超えてもよく、特に好ましくは28を超えてもよい。

0023

好ましい珪酸塩水溶液は、珪酸ナトリウム溶液であり、ブレンステッド酸としては、硫酸、塩酸、炭酸または酢酸を使用することができる。ルイス酸としては、例えば硫酸塩としてのAl3+イオンを使用することができる。

0024

BET表面積の測定は、ISO 5794/1、Annex Dにより行なわれ、CTBA表面積の測定は、ASTMD 3765−92により行なわれ、DBP吸収量の測定は、付帯条項に記載された規定により行なわれる。

0025

本発明による方法を用いて製造される沈降珪酸懸濁液は、通常の方法で濾過され、フィルターケーキは、水で洗浄される。こうして得られたフィルターケーキは、場合によっては液化され、通常の乾燥法、例えば回転管炉ビュットナー乾燥器(Buettnertrockner)、スピンフラッシュ乾燥器(Spin-Flash-Trockner)、パルス燃焼乾燥器(Puls-Combustion-Trockner)、噴霧乾燥器を用いて乾燥されるかまたはノズル(Duesenturm)中で乾燥される。造粒および/または粉砕による他の純粋な物理的処理も同様に可能である。同様に、疎水性化またはワックスを用いての被覆も可能である。

0026

本発明による沈降珪酸または珪酸塩は、殊に肥料添加剤、例えば蟻酸、プロピオン酸、乳酸燐酸、塩化コリン溶液または植物抽出液、例えば科植物抽出液のためのキャリヤーとして使用されることができる。

0027

更に、本発明による沈降珪酸は、化学的中間生成物、メラミン樹脂または塗料添加剤のための担持材料として使用されることができるかまたは洗剤工業において芳香剤または洗剤のためのキャリヤーとして使用されることができる。

0028

更に、本発明による沈降珪酸または珪酸塩は、充填剤としてエラストマープラスチック蓄電池セパレータ練り歯磨き触媒担体においてかまたは凝集助剤として使用されることもできる。

0029

次の実施例および測定法は、本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲を制限するものではない。

0030

実施例
一般的な試験方法:(例1〜8)
2m3の収容能力(全てのTV=Technikums-Versuche(技術試験)に関連する;LV:40 l;BV:80m3)を有する沈殿容器中に水を装入し、水ガラス=珪酸ナトリウム溶液の一定量を供給する。珪酸ナトリウム溶液の密度、硫酸の密度、SiO2含量、Na2O含量の値、温度およびアルカリ数(AZ数)は、表から認めることができる。目標温度の達成後、珪酸ナトリウム溶液および硫酸を添加する。その後に、不変配量速度で3.5のpH値が達成さえるまでさらに硫酸を供給する。記載された固体含量を有する懸濁液をフィルタープレス(膜型フィルタープレス)を介して濾過し、引続き乾燥のために後処理する。フィルタープレスの液化を硫酸の添加によって望ましい粘度およびpH値になるまで剪断装置を使用しながら行なう。引続き、供給材料を乾燥させる。
略符号の一覧
AZ=アルカリ数
WGL装入量=水ガラス装入量=珪酸ナトリウム溶液の装入量
WGL=水ガラス
VA=粘度が明らかに増加する時点、ゲル点とも呼ばれる
Fc=[モル/(l・分)]での沈殿速度、この場合これは



によって定義される。
%TS供給材料=乾燥供給材料中の%での固体含量
GV−Din=DINによる灼熱減量
LF導電性
CC吸収量=塩化コリン吸収量

0031

0032

0033

0034

0035

珪酸、珪酸塩および疎水性の珪酸の変更されたシアーズ数の測定
1.使用
pH6〜pH9の範囲内で0.1NのKOHを用いての滴定により、遊離OH基を把握することができる。
2.装置
2.1 0.01gの正確さでの高精度な計量器
2.2 10mlおよび20mlのビュレット、1個のpH電極および1個のポンプ(例えば、NOUVAGポンプ、型SP40/6)を装備したメモトレーター(Memotitrator)DL70、メットラー(Mettler)社
2.3プリンター
2.4滴定容器250ml、メットラー(Mettler)社
2.5ウルトラ−ターラックス(Ultra-Turrax)8000〜24000rpm
2.6温度調整された水浴
2.7メタノールまたは脱イオン水を配量するための2個の計量分配装置10〜100ml
2.8 脱イオン水を配量するための1個の計量分配装置10〜50ml
2.9 1個のメスシリンダー100ml
2.10 IKAユニバーサルミル(Universalmuehle)M20
3.試薬
3.1 メタノールp.A.
3.2塩化ナトリウム溶液、(脱イオン水1000ml中のNaCl p.a.250g)
3.3 0.1N塩酸
3.4 0.1N苛性カリ溶液
3.5 脱イオン水
3.6緩衝溶液pH7およびpH9
4.実施
4.1試料の準備
試料約10gを60秒間IKA ユニバーサルミル(Universalmuehle)M20中で粉砕する。
重要:極めて微細に粉砕された試料だけが再現可能な結果を生じるので、この条件は、正確に維持されてなければならない。

0036

4.2分析の実施
4.2.1項目4.1により準備された試料2.50gを250mlの滴定容器中に計量供給する。

0037

4.2.2メタノールp.A.60mlを供給する。

0038

4.2.3試料の完全な湿潤後に脱イオン水40mlを供給する。

0039

4.2.4ウルトラ−ターラックス(Ultra-Turrax)を用いて30秒間約18000rpmの回転数で分散させる。

0040

4.2.5脱イオン水100mlを用いて容器縁および攪拌機に付着している試料粒子を懸濁液中に洗浄する。

0041

4.2.6試料を温度調整された水浴中で25℃に温度処理する(少なくとも20分間)。

0042

4.2.7pH電極を緩衝溶液pH7およびpH9で較正する。

0043

4.2.8試料を方法S911によりメモチトレーター(Memotitrator)DL70中で滴定する。滴定の経過が明らかでない場合には、事後に2回の測定を実施する。

0044

結果として、次のものが表わされる:
pH
V1 ml/5gで
V2 ml/5gで
原理
最初に懸濁液の出発pH値を測定し、その後に結果に応じてKOHまたはHClを用いてpH値を6に調節する。その後に、NaCl溶液20mlを供給する。次に0.1NのKOHを用いて滴定をpH値が9になるまで継続させる。
シアーズ数:
Si−OH+NaCl→Si−ONa+HCl
HCl +KOH →KCl +H2O
5.計算



6.装置
メモチトレーター(Memotitrator)DL70での分析S911に対する滴定条件
アルカリ数の測定:
アルカリ数の測定、以下AZ測定と略して呼ぶ、は、アルカリ装入量または懸濁液の直接の電位差滴定の場合にpH値が8.3になるまでの塩酸の酸消費量から明らかになり(履歴的に見て:pH8.3は、フェノールフタレインの変色点に相当する);これにより、溶液または懸濁液の遊離アルカリ金属含量が検出される。

0045

温度を達成した後に滴定を実施するために、pH装置を、室温で較正し、シングルロッド測定チェーン(Einstab-Messkette)を40℃に調整し、次に試料配合物を温度調整する。

0046

所定のpH値、この場合8.3、の場合に珪酸/珪酸塩間の平衡を最初は徐々に調節するために、酸消費量が最終的に読み取られるまでの待ち時間が必要とされる。広範囲に亘る試験により、AZ測定に対して15分間の待ち時間を維持することが強調され、それにより平衡は安定するように調整され、良好な再現可能性が保証される。
方法の記載:
pH装置−較正:
・緩衝溶液の較正温度20℃
・温度調整20℃
懸濁液の測定:
・ 40℃でpH装置の温度調整
・ 懸濁液50ml
蒸留水50ml
・塩酸c=0.5モル/l
・ 40℃への懸濁液の温度調整
・ 15分間の滴定時間後に測定される酸消費量
・ pH8.3での滴定の終結
方法の正確さ:+/−0.1mlの酸消費量
最大の塩化コリン吸着量の測定:
試験方法:
A.試験装置
250mlの高形ビーカー
スパチュラ
高精度な計量器
B.試験物質
75%の塩化コリン溶液[塩化コリン、最も純粋(Merck)]
試験すべき珪酸
較正に対する指摘
試験溶液を新たな供給の際に現在まで使用されている品質になるまで比較して試験する。計量されたものを使用前に機能性について試験し、ならびに一年間待つ。
実施:
試験すべきキャリヤー珪酸10gを250mlの高形ビーカー中に計量供給し、攪拌しながら滴下法でスパチュラを用いて75%の塩化コリン溶液を添加する。混合物絶えず観察することにより、何時最大の吸収量が達成されるのかを検査する。正確に検査した場合には、ワックス状の(飽和された)粒子が明らかに排除されている、白色の珪酸粒子を確認することができる。最大の塩化コリン吸収量は、負荷されていない粒子がもはや混合物中に存在せず、この粒子がなおワックス状/潤滑油状でない場合に達成される。
評価:

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ