JPH058127B2

JPH058127B2 -

Info

Publication number: JPH058127B2
Application number: JP62201837A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Nakamura
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1987-08-14
Filing date: 1987-08-14
Publication date: 1993-02-01
Also published as: JPS6445711A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、湿式法あるいは乾式法によつて製造
された微粒状二酸化珪素を粒状化する方法に関す
るものである。従来技術微細な非晶質二酸化珪素は別名ホワイトカーボ
ンと呼ばれ、湿式法または乾式法のいずれかによ
つて製造され公知の方法になつている。湿式法による非晶質二酸化珪素の製造の場合に
は、例えば特公昭38−17651号および特公昭51−
25235号公報に記載されているように、例えば、
珪酸ソーダ水溶液と鉱酸、一般には硫酸との中和
反応により二酸化珪素を析出させ、析出物を水で
洗條した後、脱水、乾燥、粉砕を経て微細な二酸
化珪素を製造する方法が記載されている。しかし、微粉状の二酸化珪素は上記製法におい
て述べたように中和反応による析出物であり、一
次粒子はコロイド状の超微細粒子であるので、極
めて軽く、飛散しやすく、かさ高であり、流動性
に問題があり、貯蔵、運搬その他取扱いが困難で
ある。一方、この二酸化珪素は天然または合成ゴムの
充填剤、農薬の担体、印刷用紙、塗料、インク、
接着剤等の多方面に使用されており、運搬や取扱
い上の難点に対する問題解決の要請は大きい。これらの難点を解決するものとして現在粒状の
ものが知られている。これは生成する水和珪酸を
水で洗條した後、水和珪酸スラリーをつくりこれ
を噴霧乾燥することによつて得られる。しかし、この場合、スラリーの固形分濃度が20
％以上ではスラリー化が困難であり、一般には固
形分濃度15％程度のスラリーを噴霧している。従つて、この場合には噴霧乾燥するのに莫大な
水の蒸発エネルギーコストを要することになる。また、特開昭57−56314号公報には中和法によ
つて生成した微細な非晶質水和けい酸の沈澱物を
濾過、洗浄後要すればこれを再びスラリーとな
し、これを圧搾して固形分濃度20％以上に脱水す
る。この際強固なケーキが得られるのでこれを所
望の粒度に粉砕する方法が記載されている。以上にのべたように、二酸化珪素の顆粒状化は
困難な問題である。発明が解決しようとする問題点前記のように、二酸化珪素の一次粒子はコロイ
ド状の超微粒子であるのできわめて軽く、かさ高
であるので飛散し易く貯蔵、運搬その他の取扱い
が困難である。従つて顆粒状でしかも流動性もよく、使用に際
して主原料その他の原料との混練作業中に容易に
微細化、分散する二酸化珪素の製法が要請されて
いる。問題点を解決するための手段本発明は、従来の噴霧乾燥法による顆粒状二酸
化珪素の製造上の欠点を解決するため種々試験研
究の結果、従来法で製造された微粉状二酸化珪素
を有機溶媒中に懸濁させて水をバインダーとして
液中造粒し、有機溶媒を分離した後造粒物を乾燥
させることにより顆粒状二酸化珪素を製造する方
法を提供することにある。本発明方法によつて粒径のそろつたしかも粒度
分布範囲の狭い顆粒を得るには、使用する有機溶
媒の種類、有機溶媒懸濁液中の二酸化珪素の濃
度、添加する水量、添加方法、攪拌方法、時間、
温度等の顆粒条件によつて左右される。粒径0.05mm〜５mm範囲の所望の顆粒を得るため
には、以下の顆粒条件によるのが適当である。使用する有機溶媒は、パラフイン基、ナフテン
基、芳香族基の炭化水素、あるいはこれらの混合
物のいずれであつてもよい。上記有機溶媒中に懸濁させる二酸化珪素の量
（濃度）には特に制限がないが、好ましく、二酸
化珪素１ｇｒに対して有機溶媒の量は、20ml〜90
ml範囲である。また添加する水の量は二酸化珪素とバインダー
との合計に対して55％重量〜80％重量、好ましく
は60％重量〜78％重量の範囲である。懸濁液中の二酸化珪素は、一種のコロイド状を
呈しており、攪拌の初期には各々のコロイド粒子
が水をバインダーとして点で接合し、次の段階で
これらのコロイド粒子が凝集し、フロツクを形成
する。バインダー（水）の量が少なすぎる（55％
重量以下）と攪拌を続けてもフロツクはそのまま
の状態で変化しない。バインダーが適正量の場合
（55％重量ないし80％重量）は、攪拌によりフロ
ツクはさらに凝集し、圧密化されてフロツク中に
存在する有機溶媒が押出されてペレツト化する。しかし、ペレツト化した後も攪拌をつづけると
生成したペレツト同志が相重なり、さらに大きな
ペレツトとなり、これら大きなペレツト同志が接
合し、ペレツトが崩壊し、団塊となり、遂には水
分の少ないペースト状になる。一方、バインダー量が多すぎると（80％重量以
上）フロツク状態から水分量の多いペースト状に
なり、ペレツトを形成することは不可能となる。寸法の揃つた顆粒を得るためには、バインダー
が均一に分散され、コロイド状の二酸化珪素粒子
に万遍なく衝突するように攪拌条件を整えること
が必要である。このためにはバインダーとしての
水の中に極く少量の界面活性剤を添加し、これを
二酸化珪素懸濁液を構成する有機溶媒中に混合、
分散して使用することが好ましい。使用する界面活性剤は、カチオン系、アニオン
系および非イオン系界面活性剤のいずれでもよ
く、通常使用される界面活性剤である。珪酸アルカリと硫酸とを反応させて微細な水和
珪酸スラリーを生成させる反応工程は、既に公知
の方法として知られている。この方法により得ら
れる水和珪酸スラリーを洗條、乾燥、粉砕によつ
て製造された二酸化珪素はシラノール基を有して
おり、親水性に富む。従つて、二酸化珪素の有機溶媒懸濁液中にバイ
ンダーとして水を添加する場合、攪拌槽内の混合
系中でバインダー濃度の局部的不均一性を避ける
ようにすることが肝要である。また、所望の寸法の顆粒を得るためには、適正
な顆粒条件の設定が大切である。本発明方法で製造された顆粒状の非晶質二酸化
珪酸は使用に際して他の原料と混合あるいは混練
するとき何等問題なく微細化して通常の微細な二
酸化珪酸と同様に使用することができる。得られる顆粒状の二酸化珪酸の顆粒の大きさや
粒度分布については造粒条件により異なるが、そ
の一例を示せば次のようである。例１粒径1.9μｍ〜188μｍの範囲で分布しており、そ
のうち50.7％（重量）が4.7μｍ〜20.5μｍの範囲に
あつた。例２粒径898.3μｍ〜1880μｍの範囲で分布している。

【表】本発明方法において、造粒に使用する攪拌装置
は、特公昭39−21502号公報、実公昭44−19507号
公報、実公昭48−41284号公報および実公昭53−
39737号公報に記載されている造粒分離装置の試
験室規模の小型のもので、攪拌槽の内容積は3000
mlである。実施例次に実施例を掲げて本発明を説明するが、これ
に限定されるものではない。実施例１内容積80の加温管付攪拌槽に、SiO₂28.40％
（重量）、Na₂O9.13％（重量）、SiO₂／Na₂Oモル
比3.11の市販の珪酸ナトリウム水溶液12.14Kgを
とり、純水を加えて51.6とし、攪拌しながら、
90±１℃に保ち、70％硫酸1.15Kgを加えた後、１
時間熟成し、その後さらに70％硫酸を添加し、PH
を4.8に調整して二酸化珪酸を生成させ、得られ
た乳白色の懸濁液を濾過し、残液中の芒硝を水洗
により除去、乾燥して微粉末状の二酸化珪素を得
た。この二酸化珪素を対象試料として使用した。二酸化珪素48.6ｇ、市販家庭用灯油2800ml、お
よび水70mlを上記造粒機（インペラー回転数
1180r.p.m）に入れ、室温で44分間攪拌して造粒
試験を行なつた。界面活性剤として、ソルビタンモノオレートを
バインダー（水）に対して75ppmを使用した。固液分離後、造粒物を70℃の乾燥室内にて乾燥
して目的の二酸化珪素造粒物を得た。上記の市販の家庭用灯油の性状は次のとおりで
ある。比重：0.8038、反応：中性、色調（セイボルト）：30以上、銅板腐蝕（50℃×3hrs）：１、引火点（ダグ）：49℃、全硫黄分：0.002％（重量）以下、煙点：23.0℃ 蒸留性状：１初留点 163℃ 10％ 181℃ 50％ 209℃ 90％ 245℃ 95％ 252.5℃ 97％ 257.5℃ 終点 264℃ 得られた顆粒物の粒度分布、見掛比重、カサ容
量は、次のとおりである。

【表】見掛比重ｇ／ml、カサ比重ml／100ｇｒ、実施例１ 0.316 319 市販品Ａ 0.285 349 市販品Ｂ 0.180 870 見掛比重：試料50ｇ／cm²の荷重をかけた場合の比
重である。カサ比重：試料50ｇを内容500mlのビーカーに入
れ、数回タツピングしたときのカ
サ容積。市販品Ａ：二酸化珪素の噴霧乾燥品。市販品Ｂ：微粉末状（粒度範囲1.9μｍ〜23.8μｍ）
の二酸化珪素。実施例２上記実施例１で使用した二酸化珪素48.6ｇ、市
販家庭用灯油2800mlおよび水83mlを造粒機（イン
ペラー回転数450r.p.m）に入れ、室温にて65分間
造粒試験した。界面活性剤は実施例１と同様であつた。得られた顆粒物の粒度分布、見掛比重、カサ比
重は次のとうりである。

【表】見掛比重、カサ比重は実施例１と同様であつ
た。実施例３上記実施例１で使用した二酸化珪素48.6ｇ、市
販家庭用灯油2800ml、および水80mlを造粒機（イ
ンペラー回転数460rpm）に入れ、室温にて80分
間造粒試験した。界面活性剤は実施例１と同様であつた。得られた顆粒物の粒度分布、見掛比重、カサ比
重は次のとうりである。

【表】見掛比重、カサ比重は実施例１と同様であつ
た。発明の効果本発明方法によつて得られた顆粒の流動性はよ
く、粉塵の発生は殆どなく、カサ高の欠点も除去
され、貯蔵、運搬及び取扱いの面でも好適であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１微粒状二酸化珪素を有機溶媒中に懸濁させ、
水をバインダーとして液中造粒し、造粒物を分
離、乾燥させることを特徴とする顆粒状二酸化珪
素の製造方法。２バインダーを微粉状二酸化珪素とバインダー
との合計重量当たり55％重量乃至80％重量を使用
する特許請求の範囲第１項記載の方法。３界面活性剤を併用する特許請求の範囲第１項
記載の方法。４有機溶媒が石油系炭化水素である特許請求の
範囲第１項記載の方法。