JP2003190780A - 濾過助剤 - Google Patents
濾過助剤Info
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- JP2003190780A JP2003190780A JP2001391219A JP2001391219A JP2003190780A JP 2003190780 A JP2003190780 A JP 2003190780A JP 2001391219 A JP2001391219 A JP 2001391219A JP 2001391219 A JP2001391219 A JP 2001391219A JP 2003190780 A JP2003190780 A JP 2003190780A
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- Japan
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- particles
- filter aid
- surface area
- specific surface
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- Prior art date
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Links
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- Filtration Of Liquid (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高清澄度の濾液を短時間で得ることができる
新規な濾過助剤の提供。 【解決手段】 一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均
一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によ
って測定される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎ
ｍであり、ＤL から求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法
による粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB −ＳL が
２５０ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質である一次粒子の
凝集体からなる。
新規な濾過助剤の提供。 【解決手段】 一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均
一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によ
って測定される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎ
ｍであり、ＤL から求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法
による粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB −ＳL が
２５０ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質である一次粒子の
凝集体からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濾過助剤に関する
ものであり、詳しくは、特定の多孔性物質を主成分とす
る濾過助剤に関するものである。
ものであり、詳しくは、特定の多孔性物質を主成分とす
る濾過助剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】濾過助剤は、スラリー中の固体またはコ
ロイド状物質などを吸着または包合させることにより、
濾過抵抗を減じ、濾材の目詰りを防止し、高清澄度の濾
液を得るなどの目的で使用されるものである。そして、
濾過助剤は、例えば、濾材の上に、通常、その厚さが１
から２mm程度のケーキ層を形成して用いられ、スラリー
中の固体などは、該ケーキ層にて分離される。従来、濾
過助剤としては、シリカゲル、ケイソウ土、パーライ
ト、セルローズ等各種のものが使用されている。しかし
高清澄度の濾液を短時間で得ることが困難等の欠点があ
った。
ロイド状物質などを吸着または包合させることにより、
濾過抵抗を減じ、濾材の目詰りを防止し、高清澄度の濾
液を得るなどの目的で使用されるものである。そして、
濾過助剤は、例えば、濾材の上に、通常、その厚さが１
から２mm程度のケーキ層を形成して用いられ、スラリー
中の固体などは、該ケーキ層にて分離される。従来、濾
過助剤としては、シリカゲル、ケイソウ土、パーライ
ト、セルローズ等各種のものが使用されている。しかし
高清澄度の濾液を短時間で得ることが困難等の欠点があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の濾過助剤とは異なり、比較的大きな細孔容積と
比表面積とを有し、安全性が高く、廃棄処理がしやす
く、安定したケーキ層を形成し、高清澄度の濾液を短時
間で得ることができる新規な濾過助剤の提供を目的とす
るものである。
な従来の濾過助剤とは異なり、比較的大きな細孔容積と
比表面積とを有し、安全性が高く、廃棄処理がしやす
く、安定したケーキ層を形成し、高清澄度の濾液を短時
間で得ることができる新規な濾過助剤の提供を目的とす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】しかして、本発明の上記
目的は、一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均一な細
孔を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によって測
定される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎｍであ
り、ＤL から求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法による
粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB −ＳL が２５０
ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質であることを特徴とする
濾過助剤により容易に達成される。
目的は、一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均一な細
孔を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によって測
定される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎｍであ
り、ＤL から求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法による
粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB −ＳL が２５０
ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質であることを特徴とする
濾過助剤により容易に達成される。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
濾過助剤は、一次粒子によって特徴付けられる。即ち、
本発明で使用する濾過助剤の一次粒子は、非晶質でかつ
孔の直径が均一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動的
光散乱法によって測定される粒子の平均粒子径ＤL が１
０〜４００ｎｍであり、ＤL から求めた換算比表面積Ｓ
L とＢＥＴ法による粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差
ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質であ
ることを特徴とする。上記のような比較的大きな比表面
積を有する多孔性物質は新規であり、濾過助剤として従
来のものと遜色のない効果を発揮すると共に、その特異
的な外観形状により、安定したケーキ層を形成し得ると
いう特徴を有する。本発明の凝集体の平均直径（直径を
単に径ということがある。）は特に限定されないが、５
から１００μｍが好ましい。凝集体の平均径を５μｍよ
り小さくすると、濾過抵抗が大きく必要な濾過流量がと
れなくなり、１００μｍより大きくなると、沈降速度が
大きくなり濾材へのケーキ付着が不均一となり又、粒子
が大きいため十分な濾過作用が得られない。
濾過助剤は、一次粒子によって特徴付けられる。即ち、
本発明で使用する濾過助剤の一次粒子は、非晶質でかつ
孔の直径が均一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動的
光散乱法によって測定される粒子の平均粒子径ＤL が１
０〜４００ｎｍであり、ＤL から求めた換算比表面積Ｓ
L とＢＥＴ法による粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差
ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質であ
ることを特徴とする。上記のような比較的大きな比表面
積を有する多孔性物質は新規であり、濾過助剤として従
来のものと遜色のない効果を発揮すると共に、その特異
的な外観形状により、安定したケーキ層を形成し得ると
いう特徴を有する。本発明の凝集体の平均直径（直径を
単に径ということがある。）は特に限定されないが、５
から１００μｍが好ましい。凝集体の平均径を５μｍよ
り小さくすると、濾過抵抗が大きく必要な濾過流量がと
れなくなり、１００μｍより大きくなると、沈降速度が
大きくなり濾材へのケーキ付着が不均一となり又、粒子
が大きいため十分な濾過作用が得られない。
【０００６】本発明の多孔性物質について以下に説明す
る。本発明は、動的光散乱法によって測定される平均粒
子径ＤL が１０〜４００ｎｍで、ＤL から求めた換算比
表面積ＳL とＢＥＴ法による窒素吸着比表面積ＳBとの
差ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上の無機質で、非晶質
の均一な細孔を持つ多孔性物質を特徴とする。本発明に
おける非晶質とは、該多孔性物質の原子構造や細孔構造
などが長い範囲に及ぶ規則性を持たず（すなわち、長距
離秩序を持たず）、粉末Ｘ線回折で明確なピークを持た
ないことを意味する。たとえば、原子の配列の場合では
数ｎｍの範囲の規則性しか持たない。細孔の配列の場合
では多くても１０個以下の範囲での規則性しか持たな
い。
る。本発明は、動的光散乱法によって測定される平均粒
子径ＤL が１０〜４００ｎｍで、ＤL から求めた換算比
表面積ＳL とＢＥＴ法による窒素吸着比表面積ＳBとの
差ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上の無機質で、非晶質
の均一な細孔を持つ多孔性物質を特徴とする。本発明に
おける非晶質とは、該多孔性物質の原子構造や細孔構造
などが長い範囲に及ぶ規則性を持たず（すなわち、長距
離秩序を持たず）、粉末Ｘ線回折で明確なピークを持た
ないことを意味する。たとえば、原子の配列の場合では
数ｎｍの範囲の規則性しか持たない。細孔の配列の場合
では多くても１０個以下の範囲での規則性しか持たな
い。
【０００７】本発明における多孔性とは、窒素吸着法に
より細孔が測定されることを意味し、その細孔容積が、
好ましくは０．１ｍＬ／ｇ以上、より好ましくは０．５
ｍＬ／ｇ以上であることを意味する。多孔性物質の平均
細孔直径（直径を単に径ということがある。）として
は、特に限定されないが、６ｎｍ以上が好ましく、６〜
３０ｎｍがより好ましい。濾過する物質にもよるが、細
孔径が大きいとサイズが大きい物質も容易に細孔内には
いることができ、拡散も速いため好ましい。細孔が小さ
いと空気中の水分等が細孔を閉塞し細孔内への物質の流
入が遮られる場合があり好ましくない。均一な細孔径を
持つとは、窒素吸着等温線より求めた細孔径および全細
孔容積（窒素吸着法で測定可能な細孔径が５０ｎｍ以下
の細孔量）において平均細孔径の±５０％の範囲に全細
孔容量の５０％以上が含まれる多孔性物質を指す。ま
た、ＴＥＭ観察によっても細孔が均一であることを確認
できる。
より細孔が測定されることを意味し、その細孔容積が、
好ましくは０．１ｍＬ／ｇ以上、より好ましくは０．５
ｍＬ／ｇ以上であることを意味する。多孔性物質の平均
細孔直径（直径を単に径ということがある。）として
は、特に限定されないが、６ｎｍ以上が好ましく、６〜
３０ｎｍがより好ましい。濾過する物質にもよるが、細
孔径が大きいとサイズが大きい物質も容易に細孔内には
いることができ、拡散も速いため好ましい。細孔が小さ
いと空気中の水分等が細孔を閉塞し細孔内への物質の流
入が遮られる場合があり好ましくない。均一な細孔径を
持つとは、窒素吸着等温線より求めた細孔径および全細
孔容積（窒素吸着法で測定可能な細孔径が５０ｎｍ以下
の細孔量）において平均細孔径の±５０％の範囲に全細
孔容量の５０％以上が含まれる多孔性物質を指す。ま
た、ＴＥＭ観察によっても細孔が均一であることを確認
できる。
【０００８】本発明の多孔性物質の動的光散乱法によっ
て測定される平均粒子直径（直径を単に径ということが
ある。）は、好ましくは１０〜４００ｎｍで、より好ま
しくは１０〜３００ｎｍで、さらに好ましくは１０〜２
００ｎｍである。動的光散乱法によって測定される平均
粒子径ＤL （nm）から計算される換算比表面積ＳL （ｍ
2 ／ｇ）は、多孔性物質の粒子が球状であると仮定し、
ＳL ＝６×１０3 ／（密度（g ／ｃｍ3 ）×ＤL ）によ
り求められる。この値と、ＢＥＴ法による窒素吸着比表
面積ＳB との差ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上である
ということは、多孔性物質の粒子がきわめて多孔性であ
ることを示している。この値が小さいと物質を内部に吸
収する能力が小さくなり、この値が大きいと、濾過抵抗
が大きくなることがある。
て測定される平均粒子直径（直径を単に径ということが
ある。）は、好ましくは１０〜４００ｎｍで、より好ま
しくは１０〜３００ｎｍで、さらに好ましくは１０〜２
００ｎｍである。動的光散乱法によって測定される平均
粒子径ＤL （nm）から計算される換算比表面積ＳL （ｍ
2 ／ｇ）は、多孔性物質の粒子が球状であると仮定し、
ＳL ＝６×１０3 ／（密度（g ／ｃｍ3 ）×ＤL ）によ
り求められる。この値と、ＢＥＴ法による窒素吸着比表
面積ＳB との差ＳB −ＳL が２５０ｍ2 ／ｇ以上である
ということは、多孔性物質の粒子がきわめて多孔性であ
ることを示している。この値が小さいと物質を内部に吸
収する能力が小さくなり、この値が大きいと、濾過抵抗
が大きくなることがある。
【０００９】本発明の多孔性物質の製造方法について述
べる。本発明の多孔性物質の製造方法としては特に限定
されないが、以下の製造方法が好ましい方法としてあげ
られる。すなわち、金属酸化物および／またはその前駆
体からなる金属源とテンプレートと水を混合し金属酸化
物／テンプレート複合体のゾルを製造する工程と、該複
合体からテンプレートを除去する工程とからなる製造方
法である。上記の金属源は金属酸化物および／またはそ
の前駆体であり、金属種としては、ケイ素、２族のマグ
ネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、３
族のアルミニウム、ガリウム、希土類等、４族のチタ
ン、ジルコニウム等、５族のリン、バナジウム、７族の
マンガン、テルル等、８族の鉄、コバルト等が挙げられ
る。前駆体としては、これら金属の硝酸塩、塩酸塩等の
無機塩、酢酸塩、ナフテン酸塩等の有機酸塩、アルキル
アルミニウム等の有機金属塩、アルコキシド、水酸化物
が挙げられるが、後述する合成方法によって合成できる
ものであればこれに限定されるものではない。もちろ
ん、これらを単独あるいは併用して用いても良い。
べる。本発明の多孔性物質の製造方法としては特に限定
されないが、以下の製造方法が好ましい方法としてあげ
られる。すなわち、金属酸化物および／またはその前駆
体からなる金属源とテンプレートと水を混合し金属酸化
物／テンプレート複合体のゾルを製造する工程と、該複
合体からテンプレートを除去する工程とからなる製造方
法である。上記の金属源は金属酸化物および／またはそ
の前駆体であり、金属種としては、ケイ素、２族のマグ
ネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、３
族のアルミニウム、ガリウム、希土類等、４族のチタ
ン、ジルコニウム等、５族のリン、バナジウム、７族の
マンガン、テルル等、８族の鉄、コバルト等が挙げられ
る。前駆体としては、これら金属の硝酸塩、塩酸塩等の
無機塩、酢酸塩、ナフテン酸塩等の有機酸塩、アルキル
アルミニウム等の有機金属塩、アルコキシド、水酸化物
が挙げられるが、後述する合成方法によって合成できる
ものであればこれに限定されるものではない。もちろ
ん、これらを単独あるいは併用して用いても良い。
【００１０】金属としてケイ素を選んだ場合、前駆体と
しては縮合や重合を繰り返して最終的にシリカになるも
のを用いることができ、好ましくはテトラエトキシシラ
ンやメチルトリエトキシシラン、ジメチルトリエトキシ
シラン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン等
のアルコキシドや活性シリカを単独または併用して用い
ることができる。活性シリカは安価で安全性が高いた
め、特に好ましい。本発明で用いる活性シリカは、水ガ
ラスから有機溶剤で抽出したり、水ガラスをイオン交換
したりするなどして調製することができる。たとえば水
ガラスをＨ+ 型カチオン交換体と接触させて調製する場
合、Ｎａが少なく安価であるため３号水ガラスを用いる
のが工業的に好ましい。カチオン交換体としては、たと
えばスルホン化ポリスチレンジビニルベンゼン系の強酸
性交換樹脂（例えばローム＆ハース社製、アンバーライ
トＩＲ−１２０Ｂ）等が好ましいが、特にこれに限定さ
れるものではない。
しては縮合や重合を繰り返して最終的にシリカになるも
のを用いることができ、好ましくはテトラエトキシシラ
ンやメチルトリエトキシシラン、ジメチルトリエトキシ
シラン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン等
のアルコキシドや活性シリカを単独または併用して用い
ることができる。活性シリカは安価で安全性が高いた
め、特に好ましい。本発明で用いる活性シリカは、水ガ
ラスから有機溶剤で抽出したり、水ガラスをイオン交換
したりするなどして調製することができる。たとえば水
ガラスをＨ+ 型カチオン交換体と接触させて調製する場
合、Ｎａが少なく安価であるため３号水ガラスを用いる
のが工業的に好ましい。カチオン交換体としては、たと
えばスルホン化ポリスチレンジビニルベンゼン系の強酸
性交換樹脂（例えばローム＆ハース社製、アンバーライ
トＩＲ−１２０Ｂ）等が好ましいが、特にこれに限定さ
れるものではない。
【００１１】本発明で用いるテンプレートとしては、四
級アンモニウム系などのカチオン性、アニオン性、非イ
オン性、両性界面活性剤やドデシルアミン、テトラデシ
ルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等
のアミンやアミンオキサイドなどの中性テンプレート等
何でもよいが、好ましくは旭電化製のアデカプルロニッ
クＬ・Ｐ・Ｆ・Ｒシリーズのようなトリブロック系や旭
電化製のアデカＰＥＧシリーズのようなポリエチレング
リコール、アデカプロニックＴＲシリーズのようなエチ
レンジアミンベース型などのような非イオン性界面活性
剤を用いることができる。
級アンモニウム系などのカチオン性、アニオン性、非イ
オン性、両性界面活性剤やドデシルアミン、テトラデシ
ルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等
のアミンやアミンオキサイドなどの中性テンプレート等
何でもよいが、好ましくは旭電化製のアデカプルロニッ
クＬ・Ｐ・Ｆ・Ｒシリーズのようなトリブロック系や旭
電化製のアデカＰＥＧシリーズのようなポリエチレング
リコール、アデカプロニックＴＲシリーズのようなエチ
レンジアミンベース型などのような非イオン性界面活性
剤を用いることができる。
【００１２】非イオン性界面活性剤としては、エチレン
オキサイド、プロピレンオキサイドからなるトリブロッ
ク系の非イオン性界面活性剤を使用可能である。特に、
構造式ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) a −( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) b −( Ｃ
2 Ｈ4 Ｏ) c Ｈ（但し、a 、ｃは１０〜１１０を、ｂは
３０〜７０をしめす）で示されるもの、あるいは構造式
Ｒ( ＯＣＨ2 ＣＨ2 ) n ＯＨ（但し、Ｒは炭素数１２〜
２０のアルキル基を、ｎは２〜３０を示す）で示される
ものが好ましい。具体的には、旭電化製プルロニックＰ
１０３（ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 17−( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) 60−(
Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 1 7 Ｈ）、Ｐ１２３（ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ)
20−( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) 70−( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 20Ｈ）、Ｐ８５
等やポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル等を挙げることができる。
オキサイド、プロピレンオキサイドからなるトリブロッ
ク系の非イオン性界面活性剤を使用可能である。特に、
構造式ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) a −( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) b −( Ｃ
2 Ｈ4 Ｏ) c Ｈ（但し、a 、ｃは１０〜１１０を、ｂは
３０〜７０をしめす）で示されるもの、あるいは構造式
Ｒ( ＯＣＨ2 ＣＨ2 ) n ＯＨ（但し、Ｒは炭素数１２〜
２０のアルキル基を、ｎは２〜３０を示す）で示される
ものが好ましい。具体的には、旭電化製プルロニックＰ
１０３（ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 17−( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) 60−(
Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 1 7 Ｈ）、Ｐ１２３（ＨＯ( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ)
20−( Ｃ3 Ｈ6 Ｏ) 70−( Ｃ2 Ｈ4 Ｏ) 20Ｈ）、Ｐ８５
等やポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル等を挙げることができる。
【００１３】細孔径を変化させるために、有機助剤とし
て、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数５〜２０
の脂環式炭化水素、炭素数３〜１６の脂肪族炭化水素お
よびこれらのアミンならびにハロゲン置換体、たとえ
ば、トルエン、トリメチルベンゼン、トリイソプロピル
ベンゼン等を加えることができる。金属源とテンプレー
トの反応は、たとえば、金属源を溶媒に溶解あるいは分
散したものと、テンプレートを溶媒に溶解あるいは分散
したものを撹拌混合したのち行なわせることができる
が、これに限定されるものではない。溶媒としては、水
あるいは水と有機溶剤の混合溶媒のいずれを用いてもよ
いが、有機溶剤としては、アルコール類が好ましい。ア
ルコール類としては、エタノールやメタノール等の低級
アルコールが好ましい。これらの反応に用いられる組成
は、テンプレートと金属源、溶媒により異なるが、凝集
や沈殿等が生じ、粒子径が大きくならない範囲を選ぶこ
とが必要である。また、粒子の凝集や沈殿を防ぐために
ＮａＯＨ等のアルカリや低分子ＰＶＡ等の安定化剤を加
えてもよい。
て、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数５〜２０
の脂環式炭化水素、炭素数３〜１６の脂肪族炭化水素お
よびこれらのアミンならびにハロゲン置換体、たとえ
ば、トルエン、トリメチルベンゼン、トリイソプロピル
ベンゼン等を加えることができる。金属源とテンプレー
トの反応は、たとえば、金属源を溶媒に溶解あるいは分
散したものと、テンプレートを溶媒に溶解あるいは分散
したものを撹拌混合したのち行なわせることができる
が、これに限定されるものではない。溶媒としては、水
あるいは水と有機溶剤の混合溶媒のいずれを用いてもよ
いが、有機溶剤としては、アルコール類が好ましい。ア
ルコール類としては、エタノールやメタノール等の低級
アルコールが好ましい。これらの反応に用いられる組成
は、テンプレートと金属源、溶媒により異なるが、凝集
や沈殿等が生じ、粒子径が大きくならない範囲を選ぶこ
とが必要である。また、粒子の凝集や沈殿を防ぐために
ＮａＯＨ等のアルカリや低分子ＰＶＡ等の安定化剤を加
えてもよい。
【００１４】例えば、金属源として活性シリカを、テン
プレートとしてプルロニックＰ１０３（旭電化製）を、
溶媒として水を用いる場合は、次のような組成を用いる
ことができる。Ｐ１０３／ＳｉＯ2 の重量比として、好
ましくは０．０１〜３０、より好ましくは０．１〜５の
範囲が用いられる。有機助剤／Ｐ１０３の重量比は、好
ましくは０．０２〜１００、より好ましくは０．０５〜
３５である。反応時の水／Ｐ１０３の重量比としては、
好ましくは１０〜１０００、より好ましくは２０〜５０
０の範囲が用いられる。安定化剤として、ＮａＯＨをＮ
ａＯＨ／ＳｉＯ 2 の重量比として１×１０-4〜０．１５
の範囲で加えてもよい。プルロニックＰ１２３を用いる
場合も、同様の組成を用いることができる。金属源やテ
ンプレート、溶媒の混合は、好ましくは０〜８０℃、よ
り好ましくは０〜４０℃で撹拌しながらおこなう。反応
は常温でも容易に進行するが、必要に応じて１００℃ま
での加温下で行なうこともできる。しかし、１００℃以
上の水熱反応のような条件は不要である。反応時間とし
ては０．５〜１００時間、好ましくは３〜５０時間の範
囲が用いられる。反応時のｐＨは好ましくは３〜１２
で、より好ましくは４〜１２で、さらに好ましくは４〜
１０の範囲でｐＨの制御のためにＮａＯＨ、アンモニア
などのアルカリや塩酸、酢酸、硫酸などの酸を加えても
よい。
プレートとしてプルロニックＰ１０３（旭電化製）を、
溶媒として水を用いる場合は、次のような組成を用いる
ことができる。Ｐ１０３／ＳｉＯ2 の重量比として、好
ましくは０．０１〜３０、より好ましくは０．１〜５の
範囲が用いられる。有機助剤／Ｐ１０３の重量比は、好
ましくは０．０２〜１００、より好ましくは０．０５〜
３５である。反応時の水／Ｐ１０３の重量比としては、
好ましくは１０〜１０００、より好ましくは２０〜５０
０の範囲が用いられる。安定化剤として、ＮａＯＨをＮ
ａＯＨ／ＳｉＯ 2 の重量比として１×１０-4〜０．１５
の範囲で加えてもよい。プルロニックＰ１２３を用いる
場合も、同様の組成を用いることができる。金属源やテ
ンプレート、溶媒の混合は、好ましくは０〜８０℃、よ
り好ましくは０〜４０℃で撹拌しながらおこなう。反応
は常温でも容易に進行するが、必要に応じて１００℃ま
での加温下で行なうこともできる。しかし、１００℃以
上の水熱反応のような条件は不要である。反応時間とし
ては０．５〜１００時間、好ましくは３〜５０時間の範
囲が用いられる。反応時のｐＨは好ましくは３〜１２
で、より好ましくは４〜１２で、さらに好ましくは４〜
１０の範囲でｐＨの制御のためにＮａＯＨ、アンモニア
などのアルカリや塩酸、酢酸、硫酸などの酸を加えても
よい。
【００１５】次に、テンプレートの除去方法について説
明する。たとえば、得られた反応溶液にアルコール等の
溶剤を加え複合体からテンプレートを除去する事により
多孔性物質が得られる。この際、限外濾過装置を用いる
と、多孔性物質をゾルのまま取り扱うことができ好まし
い。限外濾過用の膜の材質としては、ポリスルホン、ポ
リアクリロニトリル、セルロースなどを用いることがで
き、その形状は、中空糸型や平膜型、スパイラル型等の
いずれでもかまわない。この際、粒子の凝集を防ぐため
にＮａＯＨ等のアルカリや低分子ＰＶＡ等の安定化剤を
加えてもよい。除去に用いる溶剤は、テンプレートを溶
解するものであればよく、取り扱いが簡単な水や溶解力
の高いアルコール類が好ましい。アルコール類として
は、メタノール、エタノール等の低級アルコールが好ま
しい。除去温度は、用いる溶剤やテンプレートにより異
なるが、好ましくは０〜８０℃で、より好ましくは２０
〜８０℃である。除去されたテンプレートは溶剤を除く
ことで再利用することができる。また、得られた複合体
を、濾過等により濾別し、水洗、乾燥し、ついで含有し
ているテンプレートを超臨界流体やアルコール等の溶剤
との接触、あるいは焼成等の方法で除去することによ
り、多孔性物質を得てもよい。焼成温度は、テンプレー
トが消失する温度以上、概ね５００℃以上で行なう。焼
成時間は、温度との関係で適宜設定されるが、３０分〜
６時間程度である。他の除去方法としては、溶剤と複合
体を撹拌混合する方法や、複合体をカラム等に詰め溶剤
を流通させる等の方法を取ることもできる。ゾルから溶
媒を除去し多孔性物質を得る方法としては、加熱乾燥や
真空乾燥、スプレードライ、超臨界乾燥などの方法を用
いることができる。本発明の多孔性物質は、用途に応じ
て様々な改質をしても良い。たとえば、シランカップリ
ング剤等による表面改質をおこなったりしても良い。
明する。たとえば、得られた反応溶液にアルコール等の
溶剤を加え複合体からテンプレートを除去する事により
多孔性物質が得られる。この際、限外濾過装置を用いる
と、多孔性物質をゾルのまま取り扱うことができ好まし
い。限外濾過用の膜の材質としては、ポリスルホン、ポ
リアクリロニトリル、セルロースなどを用いることがで
き、その形状は、中空糸型や平膜型、スパイラル型等の
いずれでもかまわない。この際、粒子の凝集を防ぐため
にＮａＯＨ等のアルカリや低分子ＰＶＡ等の安定化剤を
加えてもよい。除去に用いる溶剤は、テンプレートを溶
解するものであればよく、取り扱いが簡単な水や溶解力
の高いアルコール類が好ましい。アルコール類として
は、メタノール、エタノール等の低級アルコールが好ま
しい。除去温度は、用いる溶剤やテンプレートにより異
なるが、好ましくは０〜８０℃で、より好ましくは２０
〜８０℃である。除去されたテンプレートは溶剤を除く
ことで再利用することができる。また、得られた複合体
を、濾過等により濾別し、水洗、乾燥し、ついで含有し
ているテンプレートを超臨界流体やアルコール等の溶剤
との接触、あるいは焼成等の方法で除去することによ
り、多孔性物質を得てもよい。焼成温度は、テンプレー
トが消失する温度以上、概ね５００℃以上で行なう。焼
成時間は、温度との関係で適宜設定されるが、３０分〜
６時間程度である。他の除去方法としては、溶剤と複合
体を撹拌混合する方法や、複合体をカラム等に詰め溶剤
を流通させる等の方法を取ることもできる。ゾルから溶
媒を除去し多孔性物質を得る方法としては、加熱乾燥や
真空乾燥、スプレードライ、超臨界乾燥などの方法を用
いることができる。本発明の多孔性物質は、用途に応じ
て様々な改質をしても良い。たとえば、シランカップリ
ング剤等による表面改質をおこなったりしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げて本発明を具
体的に説明する。粉末Ｘ線回折図は理学製ＲＩＮＴ２５
００を用いて測定を行なった。細孔分布、及び比表面積
は、カンタクロム社製オートソーブ−１を用い、窒素に
より測定した。細孔分布は、ＢＪＨ法により算出した。
平均細孔直径はＢＪＨ法より求めた微分細孔分布曲線の
メソポア領域のピークの値より算出した。比表面積はＢ
ＥＴ法により算出した。動的光散乱法による平均粒子径
は、大塚電子製レーザーゼータ電位計ＥＬＳ−８００に
より測定した。ＴＥＭ写真は、日立製Ｈ−７１００を用
い撮影した。
体的に説明する。粉末Ｘ線回折図は理学製ＲＩＮＴ２５
００を用いて測定を行なった。細孔分布、及び比表面積
は、カンタクロム社製オートソーブ−１を用い、窒素に
より測定した。細孔分布は、ＢＪＨ法により算出した。
平均細孔直径はＢＪＨ法より求めた微分細孔分布曲線の
メソポア領域のピークの値より算出した。比表面積はＢ
ＥＴ法により算出した。動的光散乱法による平均粒子径
は、大塚電子製レーザーゼータ電位計ＥＬＳ−８００に
より測定した。ＴＥＭ写真は、日立製Ｈ−７１００を用
い撮影した。
【００１７】
【実施例１】あらかじめＨ+ 型にしておいたカチオン交
換樹脂（アンバーライト、ＩＲ−１２０Ｂ）１００ｇを
水１００g に分散したなかに、３号水ガラス（ＳｉＯ2
＝２９重量％、Ｎａ2 Ｏ＝９．５重量％）３３．３ｇを
水６６．７ｇで希釈した溶液を加える。これを、十分撹
拌した後、カチオン交換樹脂を濾別し活性シリカ水溶液
２００ｇを得た。この活性シリカ水溶液のＳｉＯ2 濃度
は５．０重量％であった。５ｇの旭電化社製プルロニッ
クＰ１０３を水１３６０ｇに溶解させ、３５℃湯浴中で
撹拌しながら、上記の活性シリカ水溶液６０ｇを添加し
た。さらに、０．０１５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を
２０ｍＬ加える。この混合物のｐＨは７．５であった。
このときの、水／Ｐ１０３の重量比は２８９．１で、Ｐ
１０３／ＳｉＯ2 の重量比は１．６７である。この混合
物を３５℃で１５分撹拌後、８０℃で静置し２４時間反
応させた。この溶液にエタノールを所定量添加し限外ろ
過装置を用いて非イオン界面活性剤を除去し、ＳｉＯ２
濃度約４重量％の透明な多孔性物質のゾルを得た。この
溶液中の試料の動的光散乱法によって測定される平均粒
子径は６０ｎｍで換算比表面積は４５ｍ2 ／ｇであっ
た。ゾルを、１０５℃で乾燥し多孔性物質を得た。この
試料のＸ線回折図には、明確なピークは見られなかっ
た。この試料の平均細孔直径は８ｎｍ、細孔容積は１．
２１ｍＬ／ｇであった。ＢＥＴ法による窒素吸着比表面
積は７２０ｍ2 ／ｇであり、換算比表面積との差は６７
５ｍ2 ／ｇであった。得られた多孔性物質の凝集体は、
透過型電子顕微鏡観察から平均径が２０μｍであった。
次にこの多孔性物質の凝集体を濾過助剤として使用し、
濾過テストを行なった。
換樹脂（アンバーライト、ＩＲ−１２０Ｂ）１００ｇを
水１００g に分散したなかに、３号水ガラス（ＳｉＯ2
＝２９重量％、Ｎａ2 Ｏ＝９．５重量％）３３．３ｇを
水６６．７ｇで希釈した溶液を加える。これを、十分撹
拌した後、カチオン交換樹脂を濾別し活性シリカ水溶液
２００ｇを得た。この活性シリカ水溶液のＳｉＯ2 濃度
は５．０重量％であった。５ｇの旭電化社製プルロニッ
クＰ１０３を水１３６０ｇに溶解させ、３５℃湯浴中で
撹拌しながら、上記の活性シリカ水溶液６０ｇを添加し
た。さらに、０．０１５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を
２０ｍＬ加える。この混合物のｐＨは７．５であった。
このときの、水／Ｐ１０３の重量比は２８９．１で、Ｐ
１０３／ＳｉＯ2 の重量比は１．６７である。この混合
物を３５℃で１５分撹拌後、８０℃で静置し２４時間反
応させた。この溶液にエタノールを所定量添加し限外ろ
過装置を用いて非イオン界面活性剤を除去し、ＳｉＯ２
濃度約４重量％の透明な多孔性物質のゾルを得た。この
溶液中の試料の動的光散乱法によって測定される平均粒
子径は６０ｎｍで換算比表面積は４５ｍ2 ／ｇであっ
た。ゾルを、１０５℃で乾燥し多孔性物質を得た。この
試料のＸ線回折図には、明確なピークは見られなかっ
た。この試料の平均細孔直径は８ｎｍ、細孔容積は１．
２１ｍＬ／ｇであった。ＢＥＴ法による窒素吸着比表面
積は７２０ｍ2 ／ｇであり、換算比表面積との差は６７
５ｍ2 ／ｇであった。得られた多孔性物質の凝集体は、
透過型電子顕微鏡観察から平均径が２０μｍであった。
次にこの多孔性物質の凝集体を濾過助剤として使用し、
濾過テストを行なった。
【００１８】
【実施例２】実施例１で得た濾過助剤を約０．１重量％
含む水を使って竪型エレメントフィルターにプレコート
した。プレコート流速３キロリットル／m 2 ・hr、プレ
コート量３００ｇ／m 2 であった。濾過用のモデル液と
して別に３μm の粒子を５０ppm 含む水を調製し、この
水を０．５キロリットル／m 2 ・hrの流速で前記竪型エ
レメントフィルターに通した。その結果、６０分間通液
後の濾液中の粒子はゼロであり、竪型エレメントフィル
ターにかかる圧損はΔＰ＝０．０２５kg／cm2であっ
た。
含む水を使って竪型エレメントフィルターにプレコート
した。プレコート流速３キロリットル／m 2 ・hr、プレ
コート量３００ｇ／m 2 であった。濾過用のモデル液と
して別に３μm の粒子を５０ppm 含む水を調製し、この
水を０．５キロリットル／m 2 ・hrの流速で前記竪型エ
レメントフィルターに通した。その結果、６０分間通液
後の濾液中の粒子はゼロであり、竪型エレメントフィル
ターにかかる圧損はΔＰ＝０．０２５kg／cm2であっ
た。
【比較例１】市販のシリカゲル（平均粒子径１３μｍ、
表面積６００m 2 ／ｇ、形状：破砕）を用いて実施例２
同様に濾過テストを行なった。その結果、６０分間通液
後の濾液中には粒子がわずかに観測され、竪型エレメン
トフィルターにかかる圧損はΔＰ＝０．０５kg／cm2 と
大きかった。
表面積６００m 2 ／ｇ、形状：破砕）を用いて実施例２
同様に濾過テストを行なった。その結果、６０分間通液
後の濾液中には粒子がわずかに観測され、竪型エレメン
トフィルターにかかる圧損はΔＰ＝０．０５kg／cm2 と
大きかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明の濾過助剤は、特別な物性を有す
る多孔性物質を有効成分とするものである。そのため優
れた濾過性能を有する。
る多孔性物質を有効成分とするものである。そのため優
れた濾過性能を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D066 CA01
4G066 AA13A AA22B AA30A BA20
BA26 EA11
4G072 AA28 BB01 BB13 BB15 CC01
DD05 DD06 EE01 GG01 TT01
TT05 TT08 UU30
Claims (4)
- 【請求項１】 一次粒子の凝集体からなる濾過助剤にお
いて、一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均一な細孔
を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によって測定
される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎｍであ
り、ＤL から求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法による
粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB−ＳL が２５０
ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質であることを特徴とする
濾過助剤。 - 【請求項２】 該細孔の平均直径が６ｎｍ以上である請
求項１に記載の濾過助剤。 - 【請求項３】 該無機質が酸化ケイ素である請求項１ま
たは２に記載の濾過助剤。 - 【請求項４】 該凝集体の平均直径が５〜１００μｍで
ある請求項１から３のいずれかに記載の濾過助剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391219A JP2003190780A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 濾過助剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391219A JP2003190780A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 濾過助剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003190780A true JP2003190780A (ja) | 2003-07-08 |
Family
ID=27598875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001391219A Withdrawn JP2003190780A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 濾過助剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003190780A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012039428A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 花王株式会社 | 研磨液組成物の製造方法 |
| JP2012086357A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-05-10 | Kao Corp | 研磨液組成物の製造方法 |
| JP2012143823A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Kao Corp | 研磨液組成物の製造方法 |
| CN103270129A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-08-28 | 花王株式会社 | 研磨液组合物的制造方法 |
| WO2015060410A1 (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | 花王株式会社 | 研磨液組成物の製造方法 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391219A patent/JP2003190780A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012039428A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 花王株式会社 | 研磨液組成物の製造方法 |
| JP2012086357A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-05-10 | Kao Corp | 研磨液組成物の製造方法 |
| CN103270129A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-08-28 | 花王株式会社 | 研磨液组合物的制造方法 |
| CN103270129B (zh) * | 2010-12-24 | 2015-05-27 | 花王株式会社 | 研磨液组合物的制造方法 |
| US9080080B2 (en) | 2010-12-24 | 2015-07-14 | Kao Corporation | Method for producing polishing liquid composition |
| JP2012143823A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Kao Corp | 研磨液組成物の製造方法 |
| WO2015060410A1 (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | 花王株式会社 | 研磨液組成物の製造方法 |
| GB2535070A (en) * | 2013-10-24 | 2016-08-10 | Kao Corp | Method for producing polishing liquid composition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |