コロイダルシリカおよびその製造方法
【課題】印刷紙用のインク吸収性フィラー、塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用なコロイダルシリカを提供すること。
【解決手段】アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカである。これは、珪酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂とを接触させて、活性珪酸水溶液を調製した後、この活性珪酸水溶液にアルコールおよびアルカリ剤を添加し、アルカリ性とした後、加熱してシリカ粒子を形成させ、続いてビルドアップの手法でシリカ粒子を成長させる工程を有することにより製造することができる。
【解決手段】アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカである。これは、珪酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂とを接触させて、活性珪酸水溶液を調製した後、この活性珪酸水溶液にアルコールおよびアルカリ剤を添加し、アルカリ性とした後、加熱してシリカ粒子を形成させ、続いてビルドアップの手法でシリカ粒子を成長させる工程を有することにより製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷紙用のインク吸収性フィラー、塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用なコロイダルシリカおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非球状のシリカ粒子からなるコロイダルシリカは、数多く提案されている。特許文献１には、電子顕微鏡観察による５〜４０ミリミクロンの範囲内の一様な太さで一平面内のみの伸長を有する細長い形状の非晶質コロイダルシリカ粒子が液状媒体中に分散されてなる安定なシリカゾルが記載されている。特許文献２には、珪酸液添加工程の前、添加工程中または添加工程後に、アルミニウム塩などの金属化合物を添加する製法によって得られる細長い形状のシリカ粒子から成るシリカゾルが記載されている。特許文献３には、アルコキシシランの加水分解により得られる長径／短径比が１．４〜２．２の繭型のシリカ粒子から成るコロイダルシリカが記載されている。特許文献４には、水ガラス法の活性珪酸水溶液に代替して、アルコキシシランの加水分解液を使用し、アルカリには水酸化テトラアルキルアンモニウムを使用して、非球状のシリカ粒子を含有するコロイダルシリカが得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３１７１１５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平４−１８７５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−６０２３２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００１−４８５２０号公報（特許請求の範囲および実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のコロイダルシリカは、その製造過程において、水溶性のカルシウム塩、マグネシウム塩またはこれらの混合物を添加する工程があるので、製品にはそれらが不純物として残存している。特許文献２に記載のコロイダルシリカは、その製造過程において、水溶性のアルミニウム塩を添加する工程があるので、製品にはそれらが不純物として残存している。また、特許文献３および特許文献４に記載のコロイダルシリカは、アルコキシシランをシリカ源とするので、製品は高純度であるが、シリカの４倍のモル数の大量の副生アルコールの回収工程が必要となる上に、アルコキシシラン自体の価格が高いという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等の珪素以外の金属化合物を用いることなく、非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカを製造する方法およびその製造方法により得られるコロイダルシリカを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を解決することができた。
すなわち、本発明は、アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカである。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールやグリセリンなどが安価で好ましい。このコロイダルシリカは、シリカ／アルコールのモル比が２０〜３，５００であることが好ましい。
また、このコロイダルシリカは、シリカ粒子の平均短径が５〜３０ｎｍであることが好ましい。
また、このコロイダルシリカは、シリカの濃度が１０〜５０重量％であることが好ましく、２０〜５０重量％であることが更に好ましい。
【０００７】
このコロイダルシリカの製造方法は、以下の工程、
（ａ）珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂に接触させて活性珪酸水溶液を調製する工程、
（ｂ）この活性珪酸水溶液にアルコールとアルカリ剤とを添加し、アルカリ性とした後、加熱してシリカ粒子を形成させる工程、及び
（ｃ）続いて加熱下に、アルカリ性を維持しながら、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤を添加してシリカ粒子を成長させる工程
を有する。
また、このコロイダルシリカの製造方法は、（ｃ）工程の後、（ｄ）更にシリカを濃縮する工程を有することが好ましい。
このコロイダルシリカの製造方法における、活性珪酸水溶液中のシリカと添加するアルコールのモル比を、シリカ／アルコールのモル比で２０〜６０にすることが好ましい。
【０００８】
上記コロイダルシリカの製造方法は、常法である水酸化アルカリ金属や珪酸アルカリをアルカリ剤に用いたコロイダルシリカの製造方法と概略同一である。すなわち、上記コロイダルシリカの製造方法は、珪酸ソーダより活性珪酸水溶液を製造する工程は常法と同一であるが、シリカ粒子の形成工程においてアルカリ剤とアルコールとを使用する点が異なる。また、シリカ粒子の成長工程ではアルコールは添加してもよいし、添加しなくてもよい。得られたコロイダルシリカを濃縮する工程は常法と同一である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、印刷紙用のインク吸収性フィラーや塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用なコロイダルシリカを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の粒子形成工程でエチレングリコールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図２】実施例１でメタノールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図３】実施例１でエタノールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図４】実施例１でｎ−プロパノールをモル比２０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図５】実施例１でｎ−プロパノールをモル比４０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図６】実施例１でｎ−プロパノールをモル比６０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図７】実施例１でエチレングリコールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図８】実施例１でグリセリンを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図９】比較例１でアルコール添加をせずに得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をさらに説明する。
本発明のコロイダルシリカは、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有する。本発明における長径／短径比とは、得られたコロイダルシリカの透過型電子顕微鏡写真にスケールをあてて、ランダムに選択した粒子１００個について、シリカ粒子の最も長い辺ａとシリカ粒子の最も短い辺ｂとを測定し、この値（ａ１、ａ２、ａ３からａ１００およびｂ１、ｂ２、ｂ３からｂ１００）を用いてそれぞれの粒子の長径／短径比（ａ１／ｂ１、ａ２／ｂ２、ａ３／ｂ３からａ１００／ｂ１００）を算出し、最大値側および最小値側の５点の値を除いた９０点の算術平均値である。
【００１２】
アルコールとしては、その種類は特に限定されるものではないが、メタノール、エタノール、プロパノールなどの比較的分子量の小さい安価なアルコールが好ましく、また、エチレングリコールやグリセリンなどの多価アルコールも好ましく使用することができる。アルコールの種類はコロイダルシリカの用途に応じて任意選定できる。
シリカ粒子形成時に添加するアルコールの量は、シリカ／アルコールのモル比が２０〜６０の範囲になる量であることが好ましい。この範囲よりアルコールが多くても増量効果はなく、この範囲よりアルコールが少ないと球状のシリカ粒子が生成しやすくなる。シリカ粒子成長時には、シリカ粒子形成時に添加したアルコールが残存しているので、アルコールを添加してよいし、添加しなくてもよい。アルコールを添加する場合、アルコールの量はシリカ粒子形成時よりも少なくすることができ、シリカ／アルコールのモル比で２０〜２００であることが好ましい。シリカ粒子成長時のアルコールの量が少なくなるとシリカ粒子の形状が球状に近くなる。また、分子量の小さいアルコールは成長工程での加熱により蒸発して、成長工程後には添加量よりも少ない量が残存することになる。更には、限外濾過による濃縮工程でも、水とともに排出されて減量する。従って、最終的に得られるコロイダルシリカのアルコール量は、シリカ／アルコールのモル比で２０〜３，５００である。
【００１３】
なお、本発明におけるシリカ／アルコールのモル比とは、活性珪酸水溶液のシリカ濃度より求めたＳｉＯ2のモル数と、活性珪酸水溶液に添加するアルコールのモル数とから算出したものである。
【００１４】
ただし、有機物の存在は廃水処理などで二次的な弊害を発生することもある。そのような場合を配慮するとアルコールを除去した製品も必要となる。限外濾過を有効に活用してアルコールの量を極力減らす方法も本発明の製造方法のひとつとして範疇に含まれる。
【００１５】
本発明における非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカとは、卵形、落花生型、繭形、棒状、屈曲した棒状など様々な形状を有し且つその形状が個々に異なるシリカ粒子を含有するコロイダルシリカである。具体的には、図１〜８に示されるような形状のシリカ粒子を含有するコロイダルシリカである。このシリカ粒子の長径／短径比は１．２〜６の範囲にある。このシリカ粒子は、非球状のシリカ粒子が大半を占めており、一部には球状のシリカ粒子も存在する。図１〜８に示したシリカ粒子は一例であって、製造条件によってその形状は様々となるが、本発明のコロイダルシリカでは、真球状でないシリカ粒子が大半を占めている。
【００１６】
本発明のコロイダルシリカの製造方法は、水ガラス法の活性珪酸水溶液をシリカ源とし、粒子形成工程においてアルコールとアルカリ剤とを使用することを特徴とする。粒子成長工程では、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤とを添加することを特徴とする。アルカリ剤としては、水酸化ナトリウムのような水酸化アルカリ金属、水酸化第４アンモニウム等を用いることができる。水酸化第４アンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウム（別名、水酸化コリン）等が挙げられる。
【００１７】
まず、原料として用いる珪酸アルカリ水溶液としては、通常、水ガラス（水ガラス１号〜４号等）と呼ばれる珪酸ナトリウム水溶液が好適に用いられる。このような珪酸ナトリウム水溶液は比較的安価であり、容易に手に入れることができる。また、Ｎａイオンを嫌う半導体用途では、珪酸ナトリウム水溶液の代わりに珪酸カリウム水溶液を原料として用いることが好ましい。固体状のメタ珪酸アルカリを水に溶かして珪酸アルカリ水溶液を調製する方法もある。メタ珪酸アルカリは晶析工程を経て製造されるため、不純物の少ないものがある。珪酸アルカリ水溶液は、必要に応じて水で希釈して使用する。
【００１８】
本発明で使用するカチオン交換樹脂は、公知のものを適宜選択して使用することができ、とくに制限されない。珪酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂との接触工程は、例えば、珪酸アルカリ水溶液をシリカ濃度３〜１０重量％に水希釈し、次いでＨ型強酸性カチオン交換樹脂に接触させて脱アルカリし、必要に応じてＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすることによって行うことができる。この工程により、活性珪酸水溶液が調製される。接触条件の詳細は、従来から既に様々な提案があり、本発明ではそれら公知のいかなる条件も採用することができる。
【００１９】
次いで、アルコールの存在下でのシリカ粒子の形成を行う。この粒子形成工程では、アルコールの添加を行う以外は常法の操作が行われる。例えば、ｐＨが８以上となるようにアルコールとアルカリ剤を添加し、６０〜２４０℃に加熱することでシリカ粒子を形成するができる。
次いで、上記で形成されたシリカ粒子を種ゾルとするビルドアップの方法を用いた粒子成長を行う。この粒子成長工程では、ｐＨが８以上種ゾルを６０〜２４０℃に加熱し、ｐＨを８〜１１に維持しながら、活性珪酸水溶液とアルコールとアルカリ剤とを添加するか、あるいは活性珪酸水溶液とアルカリ剤とを添加してシリカ粒子を成長させる。このようにして、シリカの粒子を成長させて平均短径が好ましくは５〜３０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍの粒子とすることができる。
【００２０】
ここで用いるアルコールとしては、水と混和する（所謂、水溶性の）アルコールであれば何ら限定されるものではなく、一価アルコール、二価アルコール、多価アルコールが使用できる。すなわち、飽和の炭素原子に水酸基が結合した構造の化合物が使用できる。構造的には、第一アルコールでも第二アルコールでも第三アルコールでもよい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの比較的分子量の小さい安価なアルコールを使用することが好ましい。このような分子量の小さいアルコールは、製造工程中での加熱により蒸発しやすいので、製品に残存するアルコールの量を減らすことができる。また、エチレングリコールやグリセリンなどの多価アルコールは、逆に、加熱による蒸発が少ないので、作業環境に対する負荷を少なくすることができる。アルコールの種類はコロイダルシリカの用途に応じて任意選定できる。また、残存するアルコールは、限外濾過により減量することができる。
【００２１】
上記粒子形成工程及び粒子成長の工程を経て得られたコロイダルシリカは、必要に応じて、コロイダルシリカの濃縮を行うことができる。シリカの濃縮は、水分の蒸発濃縮でもよいが、エネルギー的には限外濾過の方が有利である。
限外濾過によりシリカを濃縮するときに使用される限外濾過膜について説明する。限外濾過膜が適用される分離は、１ｎｍから数ミクロンの粒子を対象とするが、溶解した高分子物質をも対象とするため、ナノメータ域では濾過精度を分画分子量で表現している。本発明では、分画分子量１５，０００以下の限外濾過膜を好適に使用することができる。この範囲の膜を使用すると１ｎｍ以上の粒子は分離することができる。更に好ましくは分画分子量３，０００〜１５，０００の限外濾過膜を使用する。３，０００未満の膜では濾過抵抗が大きすぎて処理時間が長くなり不経済であり、１５，０００を超えると、精製度が低くなる。膜の材質は、ポリスルホン、ポリアクリルニトリル、焼結金属、セラミック、カーボンなどあり、いずれも使用できる。耐熱性や濾過速度などの点からポリスルホン製の膜が使用しやすい。膜の形状は、スパイラル型、チューブラー型、中空糸型などあり、いずれも使用できる。中空糸型膜がコンパクトで使用しやすい。また、限外濾過工程が、アルコールの洗い出し除去をかねている場合、必要に応じて、目標シリカ濃度に達した後も純水を加えるなどして、更に洗い出し除去を行って、アルコールの除去率を高める作業を行うこともできる。この工程でシリカの濃度が１０〜５０重量％となるように濃縮するのが好ましく、２０〜５０重量％となるように濃縮するのが更に好ましい。
【００２２】
また、本発明では、必要に応じて、粒子成長工程後または限外濾過工程後に得られたコロイダルシリカをイオン交換樹脂により精製してもよい。例えば、コロイダルシリカをＨ型強酸性カチオン交換樹脂に接触させて粒子成長工程で使用したアルカリ剤を除去したり、コロイダルシリカをＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすることで、一層の高純度化を図ることができる。
【００２３】
以上のようにして、アルコールの存在下で活性珪酸を原料としてコロイダルシリカを製造することにより、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカを得ることができる。このようにして得られたコロイダルシリカは、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等の珪素以外の金属化合物を含有しないので、印刷紙用のインク吸収性フィラー、塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用である。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例での測定は以下の装置を使用した。
（１）ＴＥＭ観察：（株）日立製作所、透過型電子顕微鏡Ｈ−７５００型を使用した。
（２）アルコールの分析：（株）島津製作所、全有機体炭素計ＴＯＣ−５０００Ａおよび固体試料燃焼装置ＳＳＭ−５０００Ａを使用し、求めた全有機体炭素量よりアルコールに換算した。具体的には、全有機体炭素量（ＴＯＣ）は、全炭素量（ＴＣ）と無機体炭素量（ＩＣ）とを測定後、ＴＯＣ＝ＴＣ−ＩＣにより求めた。ＴＣ測定の標準として炭素量１重量％のグルコース水溶液を用い、ＩＣ測定の標準として炭素量１重量％の炭酸ナトリウムを用いた。超純水を炭素量０重量％の標準とし、それぞれ先に示した標準を用い、ＴＣは１５０μｌと３００μｌ、またＩＣは２５０μｌで検量線を作成した。サンプルのＴＣ測定ではサンプルを約１００ｍｇ採取し、９００℃燃焼炉で燃焼させた。また、ＩＣ測定ではサンプルを約２０ｍｇ採取し、（１＋１）燐酸を約１０ｍｌ添加し２００℃燃焼炉で反応を促進した。
【００２５】
〔実施例１〕
（ａ）活性珪酸水溶液の調製
脱イオン水１３ｋｇに３号珪酸ソーダ（ＳｉＯ2：２８．８重量％、Ｎａ2Ｏ：９．７重量％、Ｈ2Ｏ：６１．５重量％）２．１ｋｇを加えて均一に混合しシリカ濃度４．０重量％の希釈珪酸ソーダを作製した。この希釈珪酸ソーダを予め塩酸によって再生したＨ型強酸性カチオン交換樹脂（オルガノ（株）製アンバーライト（登録商標）ＩＲ１２０Ｂ）４，０００ｍｌのカラムに通して脱アルカリし、シリカ濃度３．５重量％でｐＨ２．９の活性珪酸水溶液１５ｋｇを得た。
【００２６】
（ｂ）シリカ粒子の形成
次いで、得られた活性珪酸水溶液にアルコールを添加した後、アルカリ剤を加えてアルカリ性にして加熱し、シリカ粒子を形成させた。すなわち、得られた活性珪酸水溶液の一部５００ｇに、攪拌下、表１に示した各種アルコールを表１に示したシリカ／アルコールのモル比となるように添加した後、５重量％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ８とし、加熱して１００℃に１時間保持した後、放冷した。得られたコロイダルシリカは、水およびアルコールの蒸発で減量しており、シリカ濃度は約４重量％であった。得られたコロイダルシリカの性状を表１に示した。シリカ粒子の長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、長径／短径比が１．５〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。また、いずれのコロイダルシリカも、シリカ粒子の平均短径は５〜６ｎｍであった。一例として、エチレングリコールを添加したコロイダルシリカのＴＥＭ写真を図１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
（ｃ）シリカ粒子の成長
続いて、得られたコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、粒子形成時に使用したものと同じアルコールと５重量％水酸化ナトリウム水溶液とを同時添加した。アルコールは、粒子形成時のシリカ／アルコールモル比と同じになるように添加し、５重量％水酸化ナトリウム水溶液は、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように添加した。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。
【００２９】
（ｄ）コロイダルシリカの濃縮
最後に、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が２０重量％以上となるまで濃縮した。得られたコロイダルシリカの性状を表２に示した。シリカ粒子の平均短径および長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、平均短径は９〜１４であり、長径／短径比は２〜５である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真を図２〜８に示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１の粒子形成工程と同じ方法でシリカ／エチレングリコールのモル比が２０となるようにエチレングリコールを添加し、コロイダルシリカを作製した。このコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように５重量％水酸化ナトリウム水溶液を同時添加した。このシリカ粒子成長工程においてエチレングリコールは添加しなかった。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。続いて、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が１５．２重量％となるまで濃縮した。
シリカ粒子の平均短径および長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、平均短径は１５ｎｍであり、長径／短径比が１．２〜２．０である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。また、ｐＨは９．９０であり、エチレングリコールの濃度は２９２ｐｐｍであり、シリカ／エチレングリコールのモル比は５３７であった。
【００３２】
〔比較例１〕
アルコールを添加しない以外は実施例１の粒子形成工程と同じ方法でコロイダルシリカを作製した。得られたコロイダルシリカは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察では平均粒子径７ｎｍの球状粒子よりなるコロイダルシリカであった。
続いて、得られたコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように５重量％水酸化ナトリウム水溶液を同時添加した。このシリカ粒子成長工程においてアルコールは添加しなかった。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。続いて、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が２０重量％となるまで濃縮した。得られたコロイダルシリカのｐＨは９．８５であった。
【００３３】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりシリカ粒子を観察したところ、平均粒子径１５ｎｍの球状シリカ粒子よりなるコロイダルシリカであることを確認した。ＴＥＭ写真を図９に示した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷紙用のインク吸収性フィラー、塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用なコロイダルシリカおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非球状のシリカ粒子からなるコロイダルシリカは、数多く提案されている。特許文献１には、電子顕微鏡観察による５〜４０ミリミクロンの範囲内の一様な太さで一平面内のみの伸長を有する細長い形状の非晶質コロイダルシリカ粒子が液状媒体中に分散されてなる安定なシリカゾルが記載されている。特許文献２には、珪酸液添加工程の前、添加工程中または添加工程後に、アルミニウム塩などの金属化合物を添加する製法によって得られる細長い形状のシリカ粒子から成るシリカゾルが記載されている。特許文献３には、アルコキシシランの加水分解により得られる長径／短径比が１．４〜２．２の繭型のシリカ粒子から成るコロイダルシリカが記載されている。特許文献４には、水ガラス法の活性珪酸水溶液に代替して、アルコキシシランの加水分解液を使用し、アルカリには水酸化テトラアルキルアンモニウムを使用して、非球状のシリカ粒子を含有するコロイダルシリカが得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３１７１１５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平４−１８７５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−６０２３２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００１−４８５２０号公報（特許請求の範囲および実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のコロイダルシリカは、その製造過程において、水溶性のカルシウム塩、マグネシウム塩またはこれらの混合物を添加する工程があるので、製品にはそれらが不純物として残存している。特許文献２に記載のコロイダルシリカは、その製造過程において、水溶性のアルミニウム塩を添加する工程があるので、製品にはそれらが不純物として残存している。また、特許文献３および特許文献４に記載のコロイダルシリカは、アルコキシシランをシリカ源とするので、製品は高純度であるが、シリカの４倍のモル数の大量の副生アルコールの回収工程が必要となる上に、アルコキシシラン自体の価格が高いという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等の珪素以外の金属化合物を用いることなく、非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカを製造する方法およびその製造方法により得られるコロイダルシリカを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を解決することができた。
すなわち、本発明は、アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカである。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールやグリセリンなどが安価で好ましい。このコロイダルシリカは、シリカ／アルコールのモル比が２０〜３，５００であることが好ましい。
また、このコロイダルシリカは、シリカ粒子の平均短径が５〜３０ｎｍであることが好ましい。
また、このコロイダルシリカは、シリカの濃度が１０〜５０重量％であることが好ましく、２０〜５０重量％であることが更に好ましい。
【０００７】
このコロイダルシリカの製造方法は、以下の工程、
（ａ）珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂に接触させて活性珪酸水溶液を調製する工程、
（ｂ）この活性珪酸水溶液にアルコールとアルカリ剤とを添加し、アルカリ性とした後、加熱してシリカ粒子を形成させる工程、及び
（ｃ）続いて加熱下に、アルカリ性を維持しながら、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤を添加してシリカ粒子を成長させる工程
を有する。
また、このコロイダルシリカの製造方法は、（ｃ）工程の後、（ｄ）更にシリカを濃縮する工程を有することが好ましい。
このコロイダルシリカの製造方法における、活性珪酸水溶液中のシリカと添加するアルコールのモル比を、シリカ／アルコールのモル比で２０〜６０にすることが好ましい。
【０００８】
上記コロイダルシリカの製造方法は、常法である水酸化アルカリ金属や珪酸アルカリをアルカリ剤に用いたコロイダルシリカの製造方法と概略同一である。すなわち、上記コロイダルシリカの製造方法は、珪酸ソーダより活性珪酸水溶液を製造する工程は常法と同一であるが、シリカ粒子の形成工程においてアルカリ剤とアルコールとを使用する点が異なる。また、シリカ粒子の成長工程ではアルコールは添加してもよいし、添加しなくてもよい。得られたコロイダルシリカを濃縮する工程は常法と同一である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、印刷紙用のインク吸収性フィラーや塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用なコロイダルシリカを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の粒子形成工程でエチレングリコールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図２】実施例１でメタノールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図３】実施例１でエタノールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図４】実施例１でｎ−プロパノールをモル比２０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図５】実施例１でｎ−プロパノールをモル比４０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図６】実施例１でｎ−プロパノールをモル比６０で添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図７】実施例１でエチレングリコールを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図８】実施例１でグリセリンを添加して得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【図９】比較例１でアルコール添加をせずに得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をさらに説明する。
本発明のコロイダルシリカは、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有する。本発明における長径／短径比とは、得られたコロイダルシリカの透過型電子顕微鏡写真にスケールをあてて、ランダムに選択した粒子１００個について、シリカ粒子の最も長い辺ａとシリカ粒子の最も短い辺ｂとを測定し、この値（ａ１、ａ２、ａ３からａ１００およびｂ１、ｂ２、ｂ３からｂ１００）を用いてそれぞれの粒子の長径／短径比（ａ１／ｂ１、ａ２／ｂ２、ａ３／ｂ３からａ１００／ｂ１００）を算出し、最大値側および最小値側の５点の値を除いた９０点の算術平均値である。
【００１２】
アルコールとしては、その種類は特に限定されるものではないが、メタノール、エタノール、プロパノールなどの比較的分子量の小さい安価なアルコールが好ましく、また、エチレングリコールやグリセリンなどの多価アルコールも好ましく使用することができる。アルコールの種類はコロイダルシリカの用途に応じて任意選定できる。
シリカ粒子形成時に添加するアルコールの量は、シリカ／アルコールのモル比が２０〜６０の範囲になる量であることが好ましい。この範囲よりアルコールが多くても増量効果はなく、この範囲よりアルコールが少ないと球状のシリカ粒子が生成しやすくなる。シリカ粒子成長時には、シリカ粒子形成時に添加したアルコールが残存しているので、アルコールを添加してよいし、添加しなくてもよい。アルコールを添加する場合、アルコールの量はシリカ粒子形成時よりも少なくすることができ、シリカ／アルコールのモル比で２０〜２００であることが好ましい。シリカ粒子成長時のアルコールの量が少なくなるとシリカ粒子の形状が球状に近くなる。また、分子量の小さいアルコールは成長工程での加熱により蒸発して、成長工程後には添加量よりも少ない量が残存することになる。更には、限外濾過による濃縮工程でも、水とともに排出されて減量する。従って、最終的に得られるコロイダルシリカのアルコール量は、シリカ／アルコールのモル比で２０〜３，５００である。
【００１３】
なお、本発明におけるシリカ／アルコールのモル比とは、活性珪酸水溶液のシリカ濃度より求めたＳｉＯ2のモル数と、活性珪酸水溶液に添加するアルコールのモル数とから算出したものである。
【００１４】
ただし、有機物の存在は廃水処理などで二次的な弊害を発生することもある。そのような場合を配慮するとアルコールを除去した製品も必要となる。限外濾過を有効に活用してアルコールの量を極力減らす方法も本発明の製造方法のひとつとして範疇に含まれる。
【００１５】
本発明における非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカとは、卵形、落花生型、繭形、棒状、屈曲した棒状など様々な形状を有し且つその形状が個々に異なるシリカ粒子を含有するコロイダルシリカである。具体的には、図１〜８に示されるような形状のシリカ粒子を含有するコロイダルシリカである。このシリカ粒子の長径／短径比は１．２〜６の範囲にある。このシリカ粒子は、非球状のシリカ粒子が大半を占めており、一部には球状のシリカ粒子も存在する。図１〜８に示したシリカ粒子は一例であって、製造条件によってその形状は様々となるが、本発明のコロイダルシリカでは、真球状でないシリカ粒子が大半を占めている。
【００１６】
本発明のコロイダルシリカの製造方法は、水ガラス法の活性珪酸水溶液をシリカ源とし、粒子形成工程においてアルコールとアルカリ剤とを使用することを特徴とする。粒子成長工程では、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤とを添加することを特徴とする。アルカリ剤としては、水酸化ナトリウムのような水酸化アルカリ金属、水酸化第４アンモニウム等を用いることができる。水酸化第４アンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウム（別名、水酸化コリン）等が挙げられる。
【００１７】
まず、原料として用いる珪酸アルカリ水溶液としては、通常、水ガラス（水ガラス１号〜４号等）と呼ばれる珪酸ナトリウム水溶液が好適に用いられる。このような珪酸ナトリウム水溶液は比較的安価であり、容易に手に入れることができる。また、Ｎａイオンを嫌う半導体用途では、珪酸ナトリウム水溶液の代わりに珪酸カリウム水溶液を原料として用いることが好ましい。固体状のメタ珪酸アルカリを水に溶かして珪酸アルカリ水溶液を調製する方法もある。メタ珪酸アルカリは晶析工程を経て製造されるため、不純物の少ないものがある。珪酸アルカリ水溶液は、必要に応じて水で希釈して使用する。
【００１８】
本発明で使用するカチオン交換樹脂は、公知のものを適宜選択して使用することができ、とくに制限されない。珪酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂との接触工程は、例えば、珪酸アルカリ水溶液をシリカ濃度３〜１０重量％に水希釈し、次いでＨ型強酸性カチオン交換樹脂に接触させて脱アルカリし、必要に応じてＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすることによって行うことができる。この工程により、活性珪酸水溶液が調製される。接触条件の詳細は、従来から既に様々な提案があり、本発明ではそれら公知のいかなる条件も採用することができる。
【００１９】
次いで、アルコールの存在下でのシリカ粒子の形成を行う。この粒子形成工程では、アルコールの添加を行う以外は常法の操作が行われる。例えば、ｐＨが８以上となるようにアルコールとアルカリ剤を添加し、６０〜２４０℃に加熱することでシリカ粒子を形成するができる。
次いで、上記で形成されたシリカ粒子を種ゾルとするビルドアップの方法を用いた粒子成長を行う。この粒子成長工程では、ｐＨが８以上種ゾルを６０〜２４０℃に加熱し、ｐＨを８〜１１に維持しながら、活性珪酸水溶液とアルコールとアルカリ剤とを添加するか、あるいは活性珪酸水溶液とアルカリ剤とを添加してシリカ粒子を成長させる。このようにして、シリカの粒子を成長させて平均短径が好ましくは５〜３０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍの粒子とすることができる。
【００２０】
ここで用いるアルコールとしては、水と混和する（所謂、水溶性の）アルコールであれば何ら限定されるものではなく、一価アルコール、二価アルコール、多価アルコールが使用できる。すなわち、飽和の炭素原子に水酸基が結合した構造の化合物が使用できる。構造的には、第一アルコールでも第二アルコールでも第三アルコールでもよい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの比較的分子量の小さい安価なアルコールを使用することが好ましい。このような分子量の小さいアルコールは、製造工程中での加熱により蒸発しやすいので、製品に残存するアルコールの量を減らすことができる。また、エチレングリコールやグリセリンなどの多価アルコールは、逆に、加熱による蒸発が少ないので、作業環境に対する負荷を少なくすることができる。アルコールの種類はコロイダルシリカの用途に応じて任意選定できる。また、残存するアルコールは、限外濾過により減量することができる。
【００２１】
上記粒子形成工程及び粒子成長の工程を経て得られたコロイダルシリカは、必要に応じて、コロイダルシリカの濃縮を行うことができる。シリカの濃縮は、水分の蒸発濃縮でもよいが、エネルギー的には限外濾過の方が有利である。
限外濾過によりシリカを濃縮するときに使用される限外濾過膜について説明する。限外濾過膜が適用される分離は、１ｎｍから数ミクロンの粒子を対象とするが、溶解した高分子物質をも対象とするため、ナノメータ域では濾過精度を分画分子量で表現している。本発明では、分画分子量１５，０００以下の限外濾過膜を好適に使用することができる。この範囲の膜を使用すると１ｎｍ以上の粒子は分離することができる。更に好ましくは分画分子量３，０００〜１５，０００の限外濾過膜を使用する。３，０００未満の膜では濾過抵抗が大きすぎて処理時間が長くなり不経済であり、１５，０００を超えると、精製度が低くなる。膜の材質は、ポリスルホン、ポリアクリルニトリル、焼結金属、セラミック、カーボンなどあり、いずれも使用できる。耐熱性や濾過速度などの点からポリスルホン製の膜が使用しやすい。膜の形状は、スパイラル型、チューブラー型、中空糸型などあり、いずれも使用できる。中空糸型膜がコンパクトで使用しやすい。また、限外濾過工程が、アルコールの洗い出し除去をかねている場合、必要に応じて、目標シリカ濃度に達した後も純水を加えるなどして、更に洗い出し除去を行って、アルコールの除去率を高める作業を行うこともできる。この工程でシリカの濃度が１０〜５０重量％となるように濃縮するのが好ましく、２０〜５０重量％となるように濃縮するのが更に好ましい。
【００２２】
また、本発明では、必要に応じて、粒子成長工程後または限外濾過工程後に得られたコロイダルシリカをイオン交換樹脂により精製してもよい。例えば、コロイダルシリカをＨ型強酸性カチオン交換樹脂に接触させて粒子成長工程で使用したアルカリ剤を除去したり、コロイダルシリカをＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすることで、一層の高純度化を図ることができる。
【００２３】
以上のようにして、アルコールの存在下で活性珪酸を原料としてコロイダルシリカを製造することにより、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカを得ることができる。このようにして得られたコロイダルシリカは、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等の珪素以外の金属化合物を含有しないので、印刷紙用のインク吸収性フィラー、塗料の展着性改善剤、各種材料表面の親水性コーティング材、高強度バインダー、触媒用バインダー、電子材料用研磨材等に有用である。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例での測定は以下の装置を使用した。
（１）ＴＥＭ観察：（株）日立製作所、透過型電子顕微鏡Ｈ−７５００型を使用した。
（２）アルコールの分析：（株）島津製作所、全有機体炭素計ＴＯＣ−５０００Ａおよび固体試料燃焼装置ＳＳＭ−５０００Ａを使用し、求めた全有機体炭素量よりアルコールに換算した。具体的には、全有機体炭素量（ＴＯＣ）は、全炭素量（ＴＣ）と無機体炭素量（ＩＣ）とを測定後、ＴＯＣ＝ＴＣ−ＩＣにより求めた。ＴＣ測定の標準として炭素量１重量％のグルコース水溶液を用い、ＩＣ測定の標準として炭素量１重量％の炭酸ナトリウムを用いた。超純水を炭素量０重量％の標準とし、それぞれ先に示した標準を用い、ＴＣは１５０μｌと３００μｌ、またＩＣは２５０μｌで検量線を作成した。サンプルのＴＣ測定ではサンプルを約１００ｍｇ採取し、９００℃燃焼炉で燃焼させた。また、ＩＣ測定ではサンプルを約２０ｍｇ採取し、（１＋１）燐酸を約１０ｍｌ添加し２００℃燃焼炉で反応を促進した。
【００２５】
〔実施例１〕
（ａ）活性珪酸水溶液の調製
脱イオン水１３ｋｇに３号珪酸ソーダ（ＳｉＯ2：２８．８重量％、Ｎａ2Ｏ：９．７重量％、Ｈ2Ｏ：６１．５重量％）２．１ｋｇを加えて均一に混合しシリカ濃度４．０重量％の希釈珪酸ソーダを作製した。この希釈珪酸ソーダを予め塩酸によって再生したＨ型強酸性カチオン交換樹脂（オルガノ（株）製アンバーライト（登録商標）ＩＲ１２０Ｂ）４，０００ｍｌのカラムに通して脱アルカリし、シリカ濃度３．５重量％でｐＨ２．９の活性珪酸水溶液１５ｋｇを得た。
【００２６】
（ｂ）シリカ粒子の形成
次いで、得られた活性珪酸水溶液にアルコールを添加した後、アルカリ剤を加えてアルカリ性にして加熱し、シリカ粒子を形成させた。すなわち、得られた活性珪酸水溶液の一部５００ｇに、攪拌下、表１に示した各種アルコールを表１に示したシリカ／アルコールのモル比となるように添加した後、５重量％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ８とし、加熱して１００℃に１時間保持した後、放冷した。得られたコロイダルシリカは、水およびアルコールの蒸発で減量しており、シリカ濃度は約４重量％であった。得られたコロイダルシリカの性状を表１に示した。シリカ粒子の長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、長径／短径比が１．５〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。また、いずれのコロイダルシリカも、シリカ粒子の平均短径は５〜６ｎｍであった。一例として、エチレングリコールを添加したコロイダルシリカのＴＥＭ写真を図１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
（ｃ）シリカ粒子の成長
続いて、得られたコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、粒子形成時に使用したものと同じアルコールと５重量％水酸化ナトリウム水溶液とを同時添加した。アルコールは、粒子形成時のシリカ／アルコールモル比と同じになるように添加し、５重量％水酸化ナトリウム水溶液は、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように添加した。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。
【００２９】
（ｄ）コロイダルシリカの濃縮
最後に、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が２０重量％以上となるまで濃縮した。得られたコロイダルシリカの性状を表２に示した。シリカ粒子の平均短径および長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、平均短径は９〜１４であり、長径／短径比は２〜５である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。得られたコロイダルシリカのＴＥＭ写真を図２〜８に示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１の粒子形成工程と同じ方法でシリカ／エチレングリコールのモル比が２０となるようにエチレングリコールを添加し、コロイダルシリカを作製した。このコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように５重量％水酸化ナトリウム水溶液を同時添加した。このシリカ粒子成長工程においてエチレングリコールは添加しなかった。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。続いて、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が１５．２重量％となるまで濃縮した。
シリカ粒子の平均短径および長径／短径比は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定し、平均短径は１５ｎｍであり、長径／短径比が１．２〜２．０である非球状の異形シリカ粒子群を含有するコロイダルシリカであることを確認した。また、ｐＨは９．９０であり、エチレングリコールの濃度は２９２ｐｐｍであり、シリカ／エチレングリコールのモル比は５３７であった。
【００３２】
〔比較例１〕
アルコールを添加しない以外は実施例１の粒子形成工程と同じ方法でコロイダルシリカを作製した。得られたコロイダルシリカは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察では平均粒子径７ｎｍの球状粒子よりなるコロイダルシリカであった。
続いて、得られたコロイダルシリカを再度加熱して１００℃とし、ビルドアップの方法をとり、１，８００ｇの活性珪酸水溶液を３時間かけて添加した。活性珪酸水溶液の添加中、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲になるように５重量％水酸化ナトリウム水溶液を同時添加した。このシリカ粒子成長工程においてアルコールは添加しなかった。同時添加終了後、１００℃に１時間保持して熟成を行った後、放冷した。続いて、分画分子量６，０００の中空糸型限外濾過膜（旭化成（株）製マイクローザ（登録商標）ＵＦモジュールＳＩＰ−１０１３）を用いてポンプ循環送液による加圧濾過を行い、シリカ濃度が２０重量％となるまで濃縮した。得られたコロイダルシリカのｐＨは９．８５であった。
【００３３】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりシリカ粒子を観察したところ、平均粒子径１５ｎｍの球状シリカ粒子よりなるコロイダルシリカであることを確認した。ＴＥＭ写真を図９に示した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有することを特徴とするコロイダルシリカ。
【請求項２】
シリカ／アルコールのモル比が２０〜３，５００であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項３】
アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールおよびグリセリンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項４】
シリカ粒子の平均短径が５〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項５】
シリカの濃度が１０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項６】
シリカの濃度が２０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項７】
以下の工程
（ａ）珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂に接触させて活性珪酸水溶液を調製する工程、
（ｂ）この活性珪酸水溶液にアルコールとアルカリ剤とを添加し、アルカリ性にした後、加熱してシリカ粒子を形成させる工程、及び
（ｃ）続いて加熱下に、アルカリ性を維持しながら、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤を添加してシリカ粒子を成長させる工程
を有することを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【請求項８】
（ｃ）工程の後、
（ｄ）更にシリカを濃縮する工程
を有することを特徴とする請求項７に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【請求項９】
活性珪酸水溶液中のシリカと添加するアルコールのモル比を、シリカ／アルコールのモル比で２０〜６０にすることを特徴とする請求項７に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【請求項１】
アルコールの存在下で活性珪酸を原料として製造されるコロイダルシリカであって、アルコールを含有し、透過型電子顕微鏡観察による長径／短径比が１．２〜６である非球状の異形シリカ粒子群を含有することを特徴とするコロイダルシリカ。
【請求項２】
シリカ／アルコールのモル比が２０〜３，５００であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項３】
アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールおよびグリセリンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項４】
シリカ粒子の平均短径が５〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項５】
シリカの濃度が１０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項６】
シリカの濃度が２０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカ。
【請求項７】
以下の工程
（ａ）珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂に接触させて活性珪酸水溶液を調製する工程、
（ｂ）この活性珪酸水溶液にアルコールとアルカリ剤とを添加し、アルカリ性にした後、加熱してシリカ粒子を形成させる工程、及び
（ｃ）続いて加熱下に、アルカリ性を維持しながら、活性珪酸水溶液とアルカリ剤とアルコールとを添加するか、または活性珪酸水溶液とアルカリ剤を添加してシリカ粒子を成長させる工程
を有することを特徴とする請求項１に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【請求項８】
（ｃ）工程の後、
（ｄ）更にシリカを濃縮する工程
を有することを特徴とする請求項７に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【請求項９】
活性珪酸水溶液中のシリカと添加するアルコールのモル比を、シリカ／アルコールのモル比で２０〜６０にすることを特徴とする請求項７に記載のコロイダルシリカの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２６５１３９（Ｐ２０１０−２６５１３９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７７１９（Ｐ２００９−１１７７１９）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００２３０５９３）日本化学工業株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００２３０５９３）日本化学工業株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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