專利名稱：無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，特別涉及能夠穩(wěn)定連續(xù)加工制得作為液相色譜用填充材料、化妝品用填充材料、催化劑載體等有用的、并具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的無機(jī)質(zhì)球狀體的高生產(chǎn)率的制造方法。
背景技術(shù)：
人們熟知以往制得無機(jī)質(zhì)球狀體的各種方法。日本特許公開公報(bào)平2-61407號公開了利用噴霧干燥器來將硅溶膠球形化并干燥的方法。因該方法很難控制粒度分布，所以粒子表面上易產(chǎn)生凹陷等形狀。另外，從生產(chǎn)率角度看，因噴霧液滴附著在腔室內(nèi)而易產(chǎn)生水垢，妨礙連續(xù)運(yùn)行。
日本特許公開公報(bào)昭57-55454號公開了利用分批操作來將無機(jī)化合物水溶液和有機(jī)液體攪拌混合，制成W/O型乳濁液，通過將該乳濁液中的無機(jī)化合物水溶液液滴內(nèi)的無機(jī)粒子進(jìn)行沉淀，而得到無機(jī)質(zhì)球狀體的方法。和上述噴霧干燥法相比，雖然利用該方法所得的無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑分布較均勻，但太依賴于乳濁液的粒徑分布，無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑分布還是較廣。另外，若考慮到分批操作的生產(chǎn)率，還存在問題。
美國專利5376347號公開了利用在厚度方向上具有貫穿孔的高分子薄膜來將無機(jī)化合物水溶液注入到有機(jī)液體中，制得W/O型乳濁液，再從該乳濁液中的無機(jī)化合物水溶液液滴制得無機(jī)質(zhì)球狀體的方法。利用該方法，雖然可以將乳濁液的粒徑分布控制在較窄范圍內(nèi)，但是由于受到高分子薄膜物性的影響，以及不能控制有機(jī)液體的流動(dòng)而產(chǎn)生的乳濁液粒徑分布的問題，從無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑的均勻性來看，是不夠的。另外，作為無機(jī)化合物水溶液的供給方法，利用注射泵來進(jìn)行供給，會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)率方面的問題。
近年來，美國專利公開第2002043731號公開了通過形狀各異的微小孔來將受壓的無機(jī)化合物水溶液壓入有機(jī)液體中，制得均質(zhì)乳濁液的制造方法及其裝置。最近，人們更加期望能開發(fā)出長期高效率地、大批量且穩(wěn)定制得具有均勻粒徑的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體的制造方法。
本發(fā)明提供一種無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，它具有以下的特征利用微小孔將含有無機(jī)化合物的水性液體壓入到流路中流速為0.001-2m/s并以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中，形成W/O型乳濁液后，再將該W/O型乳濁液中的含有無機(jī)化合物的水性液體進(jìn)行固化。
另外，本發(fā)明提供一種具有如下構(gòu)造的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造裝置利用隔板厚度方向上貫穿的100個(gè)以上的微小孔來將含有無機(jī)化合物的水性液體壓入由隔板隔開的流路中流速為0.001-2m/s且以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中，形成W/O型乳濁液，并將該乳濁液中的含有無機(jī)化合物的水性液體固化，而形成無機(jī)質(zhì)球狀體。


圖1是例1中所用乳化裝置的構(gòu)件2是例1中所用乳化裝置的的其他構(gòu)件3是例1中所用乳化裝置的的主要部分4是例2中所用的乳化裝置的主要部分5是例3、例5-8中所用的乳化裝置的截面6為例4中所用的乳化裝置的截面圖符號說明1、2、8、12丙烯酸樹脂制的板3在丙烯酸樹脂制的板2中形成的噴咀4在丙烯酸樹脂制的板2中形成的噴咀5聚四氟乙烯制的管6注射器用針頭7管端79氟樹脂片10不銹鋼鋼板11丙烯酸樹脂制的板的配件
13、14由丙烯酸樹脂制的板8所形成的噴咀15由丙烯酸樹脂制的板12所形成的噴咀具體實(shí)施方式
在本發(fā)明中，通過微小孔來將含有無機(jī)化合物的水性液體壓入到以層流流動(dòng)的有機(jī)液體中，形成有機(jī)液體為分散質(zhì)(連續(xù)相)、并在其中含有上述無機(jī)化合物的水溶液的液滴為分散相的乳濁液，即形成W/O型乳濁液后，將該W/O型乳濁液中含無機(jī)化合物的水性液體的液滴固化，形成無機(jī)質(zhì)球狀體。
首先，作為含有無機(jī)化合物的水性液體，只要是能經(jīng)固化而形成沉淀物的，什么都可以。不僅可以用無機(jī)化合物水溶液，還可以用硅溶膠、氧化鋁溶膠等膠全溶液。作為無機(jī)化合物的水溶液，具體地說，可以用堿金屬的硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽或硫酸鹽、堿土金屬的鹵化物、銅的硫酸鹽、鹽酸鹽及硝酸鹽、鐵、鈷或鎳的硫酸鹽、鹽酸鹽及硝酸鹽的水溶液。
在本發(fā)明中，較好是用含二氧化硅水性液體作為含無機(jī)化合物的水性液體。具體地說，可以用水溶性二氧化硅溶解后的水溶液、將有機(jī)硅化合物水解所得的硅溶膠及市面上出售的硅溶膠等固體二氧化硅分散后的水性分散液。尤其是用堿金屬硅酸鹽的水溶液較好。作為堿金屬有鋰、鈉、鉀及銣等，其中最易得到的、最為經(jīng)濟(jì)的是鈉。鈉和硅酸的比例Na2O/SiO2(摩爾比)較好為2.0-3.8，更好為2.0-3.5。另外，堿金屬硅酸鹽水溶液的濃度，即SiO2的濃度較好為5-30重量％，更好為5-25重量％。
其次，作為有機(jī)液體，較好為碳原子數(shù)為9-12的飽和烴，這是對操作性、阻燃性、固化粒子和有機(jī)液體的分離性、無機(jī)質(zhì)球狀體粒子的形狀特性、有機(jī)液體在水中的溶解性等各種特性進(jìn)行了綜合考慮而選擇的?？梢詥为?dú)使用碳原子數(shù)為9-12的飽和烴，也可以將其二種以上混合使用。另外，只要有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以是直鏈烴，也可以是具有側(cè)鏈的烴。
作為碳原子數(shù)為9-12的飽和烴的閃點(diǎn)，較好為20-80℃。若用閃點(diǎn)不到20℃的飽和烴來作為有機(jī)液體時(shí)，因閃點(diǎn)過低，就必須對作業(yè)環(huán)境采取防火措施；再者，若閃點(diǎn)超過80℃時(shí)，因揮發(fā)性較小，就可能有大量的烴附著在所得無機(jī)質(zhì)球狀體上。
本發(fā)明中，通常是利用液液分離來將W/O型的乳濁液和有機(jī)液體分離，通常是采用固液分離來將乳濁液固化后的無機(jī)質(zhì)球狀體和有機(jī)液體分離。對于分離后的W/O型的乳濁液或附著或吸附在無機(jī)質(zhì)球狀體上的有機(jī)液體，較好是通過干燥操作等來進(jìn)行汽化和分離。從通過汽化容易將其分離這點(diǎn)來看，有機(jī)液體的沸點(diǎn)較好在200℃以下，作為滿足這些條件的烴，可以用選自C9H20、C10H22及C11H24中的一種以上。
本發(fā)明中，當(dāng)形成W/O型乳濁液時(shí)，較好是用表面活性劑。作為此時(shí)的表面活性劑，雖然可以用陰離子類的表面活性劑或陽離子類的表面活性劑，但從易調(diào)整親水性、親油性的角度出發(fā)，較好是用非離子表面活性劑。例如，聚乙二醇脂肪酸酯、乙二醇烷基醚、脂肪酸脫水酯山梨糖醇、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯烷基醚等。
表面活性劑的使用量根據(jù)表面活性劑種類、表示表面活性劑親水性或疏水性程度的指標(biāo)，即HLB(Hydrophile-lipophile balance)、作為目標(biāo)的無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑等條件的不同而不同，但是在上述有機(jī)液體中含500-20000ppm，較好含有1000-10000ppm的表面活性劑。若不滿500ppm的話，被乳化的水溶液的液滴變大，乳濁液變得不穩(wěn)定。此外，若超過20000ppm，則有大量的表面活性劑附著在產(chǎn)品的無機(jī)質(zhì)球狀體的粒子上，不理想。
本發(fā)明中，將有機(jī)液體的流速定為0.001-2m/s，則可以形成粒徑分布窄的乳濁液的液滴，所得的無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑分布也可以變窄。有機(jī)液體的流速較好為0.01-1m/s。
將流路中流動(dòng)的有機(jī)液體的雷諾數(shù)定在2100以下。若這里的流路的截面為圓形時(shí)，由公式1來計(jì)算雷諾數(shù)，流路內(nèi)徑D使用流路的截面的最小徑。這里的D為(流路的內(nèi)徑m)、u為(平均流速m/s)、ρ為(流體的密度kg/m3)、μ為(流體粘度Pa·s)。
雷諾數(shù)(-)＝D·u·ρ/μ……公式1再者，若流路截面不是圓形時(shí)，由公式2來計(jì)算雷諾數(shù)，這里的r為流路水力半徑(m)＝流路截面積(m2)/包圍流路截面中的流體的周長(m)，u、ρ、μ和公式1中一樣。
雷諾數(shù)(-)＝4×r·u·ρ/μ……公式2若雷諾數(shù)在2100以下，有機(jī)液體的流動(dòng)是層流狀態(tài)的流動(dòng)，所以有機(jī)液體的流動(dòng)較為穩(wěn)定。結(jié)果是經(jīng)微小孔提供的含有無機(jī)化合物的水性液體通常成為具有一定粒徑的W/O型的乳濁液，就易制得實(shí)質(zhì)具有上均勻粒徑的無機(jī)質(zhì)球狀體。相反，若雷諾數(shù)超過2100時(shí)，有機(jī)液體的流動(dòng)則會(huì)變?yōu)橥牧?，?huì)變?yōu)楹鸵酝粯拥牧礁鳟惖腤/O型乳濁液，其結(jié)果為無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑各異。另外，對于該有機(jī)液體流路的形狀無特別限制。
為了使有機(jī)液體的流動(dòng)更加穩(wěn)定，有機(jī)液體的流動(dòng)的雷諾數(shù)較好在500以下，更好在100以下。
由于表面張力，被微小孔壓入的水性液體在微小孔的出口處會(huì)成長得大于孔徑。此后，通過有機(jī)液體的流動(dòng)將液滴切離，成為有機(jī)液體中的W/O型的乳濁液的液滴。
以下，利用附圖就本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1-圖3中，1和2為丙烯酸樹脂制的板。在圖3中，由噴咀4將含有無機(jī)化合物的水性液體導(dǎo)入，通過微小孔將其壓入到由噴咀3導(dǎo)入的、以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中。另外，在圖4中，5為聚四氟乙烯制的管子。圖4中，含有無機(jī)化合物的水性液體被注射器用針頭6導(dǎo)入，將其壓入到由管端7導(dǎo)入的、以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中。另外，圖5及圖6中，8、12為丙烯酸樹脂制的板，9為氟樹脂片，11為丙烯酸樹脂制的板的柄件。在圖5及圖6中，經(jīng)噴咀15將含有無機(jī)化合物的水性液體導(dǎo)入，再經(jīng)微小孔將其壓入到從噴咀13導(dǎo)入而從噴咀14排出的、以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中。
本發(fā)明中，將提供含有無機(jī)化合物的水性液體的微小孔的截面定為選自圓形、長方形、三角形及橢圓形中的一種以上的形狀，這樣，就較容易進(jìn)行加工。另外，能穩(wěn)定地制造具有均勻粒徑的無機(jī)質(zhì)球狀體較為理想。再者，微小孔截面的水力半徑r的4倍值較好為0.1-500μm。這里，r和公式2中一樣，截面的水力半徑r(m)＝微小孔的截面積(m2)/包圍微小孔截面中的流體的周長(m)。但是，無論是什么樣的孔，孔必須小于有機(jī)液體的流路的寬度。作為微小孔的形成方法，可以用準(zhǔn)分子(exeimer)激光器等激光加工方法和沖壓加工等方法，但是對此無特別限制。
這里，若微小孔截面為選自長方形、三角形及橢圓形中的一種以上形狀時(shí)，估計(jì)孔出口處變?yōu)橐旱螘r(shí)其液滴具有曲率分布，能較早自發(fā)切離而在有機(jī)液體中形成液滴。為此，和使用圓形孔相比，較易得到較小粒徑的乳濁液，較理想。此外，此時(shí)截面形狀的內(nèi)接圓直徑和截面形狀的外接圓直徑之比較好在20以下，更好在10以下。若超過20時(shí)，就存在長徑方向上的液滴被分割的趨勢，其結(jié)果是易變?yōu)椴痪鶆虻娜闈嵋毫Ｗ?，是不理想的。特別好的是將截面形狀的內(nèi)接圓直徑定在1μm以上，截面形狀的外接圓直徑定在80μm以下。
所生成的W/O型乳濁液的液滴徑會(huì)受到微小孔的設(shè)置條件、有機(jī)液體的流動(dòng)方向線速度對水性液體的流動(dòng)方向線速度之比的影響。本發(fā)明中，該線速度之比較好在1-500，更好為10-300。若線速度比超過500的話，因有可能過多消耗有機(jī)液體，所以從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，不理想；另外，若不滿1時(shí)，就很難得到由有機(jī)液體的流動(dòng)而將液滴切離的效果，乳濁液粒子可能變?yōu)椴痪鶆虻牧Ｗ?，是不理想的?br> 本發(fā)明中，如圖3、圖5及圖6所示，利用隔板將有機(jī)液體的流路隔開，通過貫穿隔板厚度方向的微小孔來將水性液體壓入，可以使水性液體和有機(jī)液體錯(cuò)流混合，和如圖4所示的、將水性液體和有機(jī)液體并流混合的情況相比，它能將水性液體和有機(jī)液體進(jìn)行均勻地混合，比較好。另外，因易得到通過有機(jī)液體的流動(dòng)來將乳濁液的液滴切離的效果，所以粒徑小的無機(jī)質(zhì)球狀體就穩(wěn)定而易于得到，也發(fā)揮了使粒徑均勻的效果。
另外在有機(jī)液體的流路中，以微小孔截面形狀的外接圓直徑的1/2以上的間隔配置多個(gè)微小孔較好。更好是以微小孔截面形狀的外接圓直徑以上的間隔配置微小孔。若以小于外接圓直徑的1/2的間隔來配置微小孔時(shí)，乳濁液的液滴就會(huì)合一，就可能使粒徑變得不均勻，不理想。但是，在液滴不合一的間隔范圍內(nèi)盡量密集地進(jìn)行微小孔的配置時(shí)，會(huì)有效提高生產(chǎn)率。
若配置多個(gè)微小孔時(shí)，有機(jī)液體的流路內(nèi)的壓力發(fā)生損失，在水性液體和有機(jī)液體之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，有可能會(huì)產(chǎn)生由上游側(cè)的微小孔生成的液滴和由下游側(cè)的微小孔生成的液滴的液滴徑分布。為此，所得的無機(jī)質(zhì)球狀體的粒徑易變得不均勻。例如，若有機(jī)液體流路內(nèi)壓力損失較大時(shí)，位于有機(jī)液體流動(dòng)上游的微小孔的水性液體和有機(jī)液體的壓力差較小，水性液體壓入有機(jī)液體的壓入量受到限制，易生成小粒徑的乳濁液。對此，因位于下游微小孔的水性液體和有機(jī)液體的壓力差較大，水性液體的壓入量增加，易生成偏離目標(biāo)粒徑大小的乳濁液粒子，而得到粒徑分布廣的無機(jī)質(zhì)球狀體。
本發(fā)明的圖5及圖6中，在不銹鋼板10上形成100個(gè)以上的微小孔，若將位于有機(jī)液體流動(dòng)最上游的微小孔和位于最下游的微小孔之間的有機(jī)液體的壓力損失定為10-1000Pa時(shí)，各微小孔的水性液體的壓入量穩(wěn)定，就易得到粒徑均勻的無機(jī)質(zhì)球狀體，較理想。尤其是，若利用掃描電子顯微鏡照片測得的數(shù)均粒徑為0.1-100μm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差和數(shù)均粒徑的比值在0.20以下時(shí)，就易得到粒徑高度均勻化的無機(jī)質(zhì)球狀體。從粒徑的均勻化角度出發(fā)，壓力損失較好在800Pa以下，更好在500Pa以下。另外，若壓力損失不滿10Pa時(shí)，有機(jī)液體的流速較慢，很難得到以有機(jī)液體的流動(dòng)來將乳濁液的液滴切離的效果，易生成脫離目標(biāo)大小的大粒子，是不理想的。
這里，關(guān)于有機(jī)液體流路的有機(jī)液體的壓力損失(Pa)，利用在例如化工便覽改訂5版中所記載的，層流的壓力損失公式就可算出。截面形狀為圓形時(shí)，利用公式3計(jì)算。這里的L為流路長度(m)，D、u、μ和公式1一樣。
壓力損失＝32μLu/D2……公式3另外，流路為方形時(shí)，以公式4進(jìn)行計(jì)算。這里的X＝16/3-1024/π5×(b/a)×{tanh(πa/2b)+1/243×tanh(3πa/2b)+……}，a為(流路截面長邊長的m)，b為(短邊長為m)，L、u、μ和公式3相同。
壓力損失＝32μLu/(b2X/2)……公式4本發(fā)明中，如圖5及圖6所示，位于有機(jī)液體流動(dòng)的最上游的微小孔和位于最下游的微小孔的距離定為L，L較好為1-300mm。若不滿1mm，加工則變得復(fù)雜，得不到足夠的生產(chǎn)率。另一方面，若超過300mm時(shí)，為保持壓力損失在10-1000Pa而必須使有機(jī)液體的流速變慢，所以就很難得到以有機(jī)液體流動(dòng)來將乳濁液的液滴切離的效果，易生成偏離目標(biāo)粒徑大小的乳濁液粒子，是不理想的。
對于本發(fā)明的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造裝置，如圖5所示，或者是將有機(jī)液體流路平行于水平面配置，或者是將其配置在相對于水平面成30°以上的角度上，無論哪一種都是較為理想的。尤其是如圖6所示，將有機(jī)液體流路垂直于水平面配置，并且使有機(jī)液體從下方流向上方，則易得到粒徑均勻的無機(jī)質(zhì)球狀體，較理想。
若將有機(jī)液體流路配置在和水平面成30°以上的角度上，并且使有機(jī)液體按照由下方往上方的流路進(jìn)行流動(dòng)的話，在高度方向所決定的水平面上，假設(shè)水性液體和有機(jī)液體的液體深度幾乎相同的話，因水性液體和有機(jī)液體的密度差，就有相當(dāng)于(水性液體密度-有機(jī)液體密度)×液體深度的壓力施加在水性液體的一側(cè)。為此，和如圖5所示的將有機(jī)液體流路形成在平行于水平面上的情況相比，全部流路中的水性液體側(cè)及有機(jī)液體側(cè)的壓力差分布較窄，其結(jié)果是來自各微小孔的水性液體的供給量穩(wěn)定，而使乳濁液的液滴徑均勻化，發(fā)揮了所得無機(jī)質(zhì)球狀體粒徑均勻化的效果。
本發(fā)明中，微小孔截面的水力半徑r的4倍值定為0.1-100μm，而無機(jī)質(zhì)球狀體的數(shù)均粒徑對于上述截面水力半徑r的4倍值的比例為0.1-5.0，并且使有機(jī)液體的線速度和水性液體流動(dòng)方向線速度的比值為10-300時(shí)，就可以防止產(chǎn)生偏離目標(biāo)粒徑大小的微粒狀粒子，較理想。上述微小孔截面的水力半徑r的4倍值較好為1-80μm。在微小孔截面為圓形的情況下，因水力半徑r＝圓內(nèi)徑D/4，所以水力半徑r的4倍值相當(dāng)于圓的內(nèi)徑D。若微小孔截面的水力半徑r的4倍值不滿0.1μm時(shí)，含有無機(jī)化合物的水性液體的供給量較小，從生產(chǎn)率的角度看，不理想。另外，若比100μm大時(shí)，易生成脫離目標(biāo)粒徑大小的乳濁液粒子，也不理想。
從能有效得到目標(biāo)粒徑的無機(jī)質(zhì)球狀體的角度看，無機(jī)質(zhì)球狀體的平均粒徑和上述所定的水力半徑r的4倍值的適合范圍之比，較好為0.1-5.0，更好為0.3-3.0。若此比不滿0.1時(shí)，則生產(chǎn)率低，所得無機(jī)質(zhì)球狀體的平均粒徑有可能大于目標(biāo)值，是不理想的。相反，若超過5.0時(shí)，就很難控制粒徑，就有可能產(chǎn)生脫離目標(biāo)粒徑大小的微粒狀粒子，也不理想。
除了具有較理想的上述所定水力半徑r的4倍值的范圍和較理想的無機(jī)質(zhì)球狀體的平均粒徑對水力半徑r的4倍值之比的范圍以外，再將有機(jī)液體的流動(dòng)方向線速度對水性液體線速度之比定為10-300，就可以防止生成與目標(biāo)粒徑大小偏離較大的小粒子。該線速度之比更好為50-200。若利用掃描電子顯微鏡照片測得的數(shù)均粒徑為10-100μm，且粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值在0.20以下，對制得粒徑高度均勻化的無機(jī)質(zhì)球狀體是有效的。
另外，在圖5及圖6中，為了使乳濁液的生產(chǎn)率提高，較好在不銹鋼板10上配置100個(gè)以上的微小孔，更好配置1000個(gè)以上的微小孔。這里，若在不銹鋼板10上配置多個(gè)微小孔時(shí)，因以幾乎一定的壓力經(jīng)各微小孔將水性液體壓到有機(jī)液體中，所以可以在微小孔部分來測定水性液體的流動(dòng)方向的線速度。
另外，作為本發(fā)明中構(gòu)成隔板的材料，利用對含有無機(jī)化合物的水性液體和有機(jī)液體都有耐性的材料即可。雖然以金屬為主體的材料在優(yōu)異的加工性及強(qiáng)度上是較為理想的，但是也可以利用以樹脂為主體的材料。作為樹脂，若使用選自聚亞苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、芳香族聚酯及氟樹脂中的一種以上的話，由于具有優(yōu)異的加工性、尺寸的穩(wěn)定性，是理想的。
對于形成貫穿厚度方向的微小孔的隔板構(gòu)成材料來說，較好用親有機(jī)液體性的材料，尤其是在金屬材質(zhì)的情況下，希望能夠采用焙燒附著油等方法對其進(jìn)行親有機(jī)液體性處理。這是為了促進(jìn)含有無機(jī)化合物的水性液體通過微小孔后，易從隔板上脫離；相反若隔板為親水性，通過微小孔后，水性液體會(huì)沿著隔板流走，易產(chǎn)生不均勻粒徑的乳濁液，對此，通過高速度相機(jī)觀察就可以加以確認(rèn)。
作為將W/O型的乳濁液中含有無機(jī)化合物的水性液體固化以得到無機(jī)質(zhì)球狀體的方法，可以用加入沉淀劑使無機(jī)化合物沉淀的方法。作為沉淀劑，可以用選自堿金屬的鹵化物或碳酸鹽，無機(jī)酸，有機(jī)酸，無機(jī)酸的銨鹽，有機(jī)酸的銨鹽及堿土金屬的鹵化物中的至少一種的水溶液。具體地說，可以用碳酸氫銨、硫酸銨、氯化鉀、碳酸氫鉀等水溶液，但是對此無特別限制。
在含有無機(jī)化合物的水性液體中的無機(jī)化合物為二氧化硅的情況下，通過將W/O型的乳濁液進(jìn)行凝膠化使呈球狀的水溶液分散液滴保持該球狀，進(jìn)行凝膠化，得到球狀二氧化硅水凝膠。對于凝膠化，較好添加凝膠化劑到乳濁液中。作為凝膠化劑，可以用無機(jī)酸和有機(jī)酸等酸，較好是用無機(jī)酸如硫酸、鹽酸、硝酸、碳酸等。從操作的容易性等角度看，最為簡便的方法是利用二氧化碳。對于二氧化碳的導(dǎo)入方式，可以導(dǎo)入100％濃度的純二氧化碳，也可以導(dǎo)入用空氣和惰性氣體稀釋的二氧化碳。對于凝膠化所需時(shí)間，通常較好為4-30分鐘，而凝膠化時(shí)的溫度較好為5-30℃。
凝膠化完成后，將反應(yīng)體系靜置，使有機(jī)液體相和含有二氧化硅水凝膠的水性相進(jìn)行2相分離，以使二氧化硅凝膠分離。在用飽和烴作為有機(jī)液體的情況下，因上層的有機(jī)液體相能和下部的含有二氧化硅水凝膠的水性液體相分離，所以可以通過公知的分離手段將二者分離。用如上所述的分離裝置進(jìn)行分離即可。
在二氧化硅水凝膠的水漿液中，添加硫酸等酸，將pH調(diào)整到1-5左右，完成凝膠化，然后，在60-150℃，較好在80-120℃溫度下進(jìn)行水蒸氣蒸餾，只將殘留于該水漿液中的有機(jī)液體蒸餾除去，在適當(dāng)?shù)膒H值(pH7-9左右)下，進(jìn)行加溫，使二氧化硅水凝膠陳化。
根據(jù)需要，在進(jìn)行了上述陳化處理后，將水漿液過濾可得到二氧化硅水凝膠，在100-150℃溫度下，進(jìn)行1-30個(gè)小時(shí)左右的干燥，即得到二氧化硅多孔質(zhì)球狀體粒子。
另外，在用硅酸堿金屬鹽水溶液作為含有二氧化硅的水性液體，用酸作為凝膠化劑時(shí)，因會(huì)生成堿金屬鹽(例如，若凝膠化劑為碳酸時(shí)，為碳酸鈉等)副產(chǎn)品，為了防止該鹽混入到二氧化硅多孔質(zhì)球狀體中，在過濾時(shí)，較好是對二氧化硅水凝膠(濕濾餅)進(jìn)行充分的水洗。根據(jù)不同情況，再次添加水到水洗后的濕濾餅中，形成水漿液，再次過濾，可以重復(fù)進(jìn)行水洗。此時(shí)，也可以將該水漿液調(diào)整到所需要的pH值1-5左右，再次進(jìn)行陳化操作。
實(shí)施例實(shí)施例1(1)(溶液的調(diào)制)調(diào)制SiO2濃度為24.4重量％，Na2O濃度為8.14重量％(SiO2/Na2O摩爾比＝3.09、密度為1320kg/m3)的硅酸鈉水溶液。使用n-癸烷(C10H22，密度為730kg/m3)作為有機(jī)液體，再溶解作為表面活性劑的5000ppm脫水山梨糖醇單油酸酯于有機(jī)液體中，預(yù)先制備好溶解有表面活性劑的溶液。
(2)(制作乳化裝置)圖3中顯示了乳化裝置的剖面圖。首先，在厚度為2mm，邊長為50mm的正方形丙酸烯樹脂的制板1上，形成如圖1所示的長度為40mm、寬度為500μm的、深度為100μm的溝槽。另外在厚度為2mm，邊長為50mm的正方形丙烯酸樹脂制的板2上，如圖2所示形成內(nèi)徑為500μm的圓形貫穿孔和內(nèi)徑＝4r＝100μm的圓形貫穿孔，將注射器用針頭6插入各貫穿孔中后，利用環(huán)氧類粘結(jié)劑將其固定，分別定為噴咀3及噴咀4。如圖3所示將丙烯酸樹脂制的板1和丙烯酸樹脂制的板2進(jìn)行層壓，用夾子以均等力將4邊固定緊。此時(shí)形成在丙烯酸樹脂制的板2上的貫穿孔配置在丙烯酸樹脂制的板上形成的溝槽位置的上方。此外，預(yù)先供水給制得的裝置中，以確認(rèn)其不泄漏。
(3)(乳化)將(2)制得的乳化裝置水平放置，經(jīng)噴咀3提供(1)制備的n-癸烷，經(jīng)噴咀4提供(1)制得的硅酸鈉水溶液，硅酸鈉水溶液分散在溶解有表面活性劑的n-癸烷中，連續(xù)制得W/O型乳濁液。此時(shí)n-癸烷的供給量為7.2mL/h，流路中的流動(dòng)方向線速度為4.0cm/s。進(jìn)行常溫下的試驗(yàn)，由流路的水力半徑為41.7μm和粘度為8.0×10-4Pa·s來計(jì)算此時(shí)的n-癸烷流動(dòng)的雷諾數(shù)，約為6，為層流狀態(tài)。
另外，硅酸鈉水溶液的供給量為0.06mL/h，貫穿孔部分的流動(dòng)方向線速度為0.21cm/s。另外，n-癸烷的流動(dòng)方向線速度對硅酸鈉水溶液的貫穿孔部分流動(dòng)方向的線速度之比為19。通過目測可以確認(rèn)乳濁液粒子具有實(shí)質(zhì)上均勻的約為130μm的粒徑。
(4)(凝膠化)將溶解有表面活性劑的、(1)制得的n-癸烷放入50mL的量筒中，以100IIL/min的供給速度將二氧化碳吹進(jìn)該溶液中，并連續(xù)將(3)制得的W/O型乳濁液注入到該量筒中，進(jìn)行預(yù)凝膠化。因比重差而使所生成的二氧化硅水凝膠與n-癸烷2相分離，得到二氧化硅水凝膠的水漿液。接下來，在該二氧化硅水凝膠的水漿液中添加0.1N的硫酸水溶液，于25℃將pH調(diào)整到9以后，進(jìn)行80℃1個(gè)小時(shí)的陳化。此后，將其放置冷卻到室溫，再添加20重量％的硫酸水溶液，調(diào)整pH到2，靜置3個(gè)小時(shí)，過濾，洗凈，經(jīng)120℃20小時(shí)的干燥，制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。
(5)(形狀確認(rèn))通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀。另外，從該照片實(shí)際測定粒徑分布，是以1000個(gè)以上粒子為基準(zhǔn)，并使用測定多張照片的照片內(nèi)可以確認(rèn)的全部粒子數(shù)的結(jié)果。數(shù)均粒徑為115μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為6μm，此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.052，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.15。
實(shí)施例2如圖4所示將內(nèi)徑為200μm、外徑為410μm的注射器用針頭6插入內(nèi)徑為500μm的聚四氟乙烯制的管5中，將管端7和注射器用針頭6進(jìn)行固定，以使能利用注射泵分別從這二處來進(jìn)行液體的提供。對于制得的裝置，預(yù)先供水以確認(rèn)其沒有液體泄漏。
將制得的乳化裝置水平放置使用，經(jīng)管端7提供實(shí)施例1所制得的n-癸烷，經(jīng)注射器用針頭6提供實(shí)施例1制備的硅酸鈉水溶液，連續(xù)制得W/O型乳濁液。此時(shí)的n-癸烷的供給量為20mL/h，流路中流動(dòng)方向的線速度為8.6cm/s。常溫下進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)流路水力半徑為125μm計(jì)算，n-癸烷流動(dòng)的雷諾數(shù)約為7，是層流狀態(tài)。
硅酸鈉水溶液的供給量為0.3mL/h，注射器用針頭6內(nèi)部流動(dòng)方向的線速度為0.27cm/s。另外，n-癸烷流動(dòng)方向的線速度對硅酸鈉水溶液貫穿孔部分的流動(dòng)方向的線速度之比為32。目測確認(rèn)乳濁液粒子具有約270μm的實(shí)質(zhì)上均勻的粒徑。
和實(shí)施例1一樣將得到的乳濁液粒子進(jìn)行凝膠化，制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。通過掃描顯微鏡照片可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀。另外，從該照片實(shí)際測定粒徑分布，是以1000個(gè)以上粒子為基準(zhǔn)，并使用測定多張照片的照片內(nèi)可以確認(rèn)的全部粒子數(shù)的結(jié)果。數(shù)均粒徑為227μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為14μm，此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.062，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.14。
實(shí)施例3(1)(液體的調(diào)制)和實(shí)施例1一樣制備硅酸鈉水溶液。使用異壬烷(C9H20，密度為730kg/m3)作為有機(jī)液體，再預(yù)先溶解作為表面活性劑的5000ppm脫水山梨糖醇單油酸酯于該有機(jī)液體中，制備好溶解有表面活性劑的溶液。
(2)(制作乳化裝置)圖5中顯示了乳化裝置的剖面圖。首先，在厚度為2mm，邊長為50mm的正方形丙烯酸樹脂制的板8上，形成2個(gè)內(nèi)徑為3.2mm的孔，分別用外徑為3.2mm的橡膠管配管(ノ一トン會(huì)社制造的タイゴン管R-3603)進(jìn)行連接，制成噴咀13、14，利用噴咀13來提供液體，而利用噴咀14可將液體排出。在另一塊厚度為2mm、邊長為50mm的正方形的丙烯酸樹脂制的板12的中央，形成內(nèi)徑為3mm的孔，通過接合構(gòu)件將內(nèi)徑為1mm的特氟隆管配管連接，制成噴咀15，以便經(jīng)噴咀15來提供液體。對于另外一塊厚度為2mm、邊長為50mm的正方形的丙烯酸樹脂制的板，留下外緣部分10mm，挖空內(nèi)側(cè)40mm，制成丙烯酸樹脂制的板柄件11。接下來，在厚度為50mm、邊長為50mm的正方形不銹鋼板10的中間部位，利用準(zhǔn)分子激光器在縱的方向上以140μm中心距形成內(nèi)徑＝4r＝30μm的、截面形狀為圓形的貫穿孔10個(gè)，在橫的方向上以250μm的中心距形成100個(gè)貫穿孔，總計(jì)1000個(gè)。另外，在厚度為400μm，邊長為50mm的正方形氟樹脂片的中心部位，形成寬為3mm、長為25mm的縫，制成氟樹脂片9。
按照丙烯酸樹脂制的板8、氟樹脂片9、不銹鋼板10、丙烯酸樹脂制的板配件11及丙烯酸樹脂制的板12的順序進(jìn)行層壓，利用夾子以均等的力將其4邊固定緊。此時(shí)氟樹脂片9上制成的縫的寬方向及長方向分別要和不銹鋼板10上形成的貫穿孔的寬方向及長方向吻合，以使貫穿孔位于縫的中心部位，另外，丙烯酸樹脂制的板8的噴咀13的孔和噴咀14的孔配置到氟樹脂片9的縫上。另外，預(yù)先供水給制得的裝置，以確認(rèn)其沒有液體泄漏。
(3)(乳化)將(2)制得的乳化裝置水平放置，經(jīng)噴咀13提供(1)制備的溶解了表面活性劑的異壬烷，經(jīng)噴咀15來提供(1)制得的硅酸鈉水溶液，硅酸鈉水溶液分散在溶解有表面活性劑的異壬烷中，連續(xù)制得W/O型乳濁液。此時(shí)溶解有表面活性劑的異壬烷的供給量為1350mL/h，在常溫下進(jìn)行制造。
由流路的水力半徑為176.5μm、異壬烷的線速度為0.31m/s、異壬烷的粘度為7.5×10-4Pa·s來計(jì)算，此時(shí)異壬烷流動(dòng)的雷諾數(shù)約為213，為層流狀態(tài)。位于最上游的微小孔和位于最下游的微小孔的有機(jī)液體的距離＝流路長度L＝0.025m，另外，因異壬烷的流路為長方形，所以根據(jù)公式4進(jìn)行計(jì)算，L的壓力損失為480Pa。再者，硅酸鈉水溶液的供給量為5.0mL/h，貫穿孔流動(dòng)方向的線速度為2.0×10-3m/s。
另外，異壬烷流動(dòng)方向線速度對由貫穿孔供給的硅酸鈉水溶液的貫穿孔部分流動(dòng)方向的線速度之比為159。通過高速度相機(jī)可以確認(rèn)乳化的狀態(tài)在貫穿孔出口處，硅酸鈉水溶液被液滴化，此外，乳濁液粒子具有60μm的實(shí)質(zhì)上均勻的粒徑。
(4)(凝膠化)將溶解有表面活性劑的、(1)制得的異壬烷放入容積約為5L的容器(直徑為100mm、高度為650mm)中，以100mL/min的供給速度將二氧化碳吹進(jìn)該溶液中，并連續(xù)將(3)制得的W/O型乳濁液注入到該容器里，進(jìn)行預(yù)凝膠化。因比重差而使異壬烷與所生成的二氧化硅水凝膠2相分離，得到二氧化硅水凝膠的水漿液。接下來，在該二氧化硅水凝膠的水漿液中添加0.1N的硫酸水溶液，于25℃將pH調(diào)整到9以后，進(jìn)行80℃1個(gè)小時(shí)的陳化。此后，將其放置冷卻到室溫，再添加20重量％的硫酸水溶液，調(diào)整pH到2，靜置3個(gè)小時(shí)，過濾，洗凈，經(jīng)120℃20小時(shí)的干燥，制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。
(5)(形狀確認(rèn))通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀。另外，從該照片實(shí)際測定粒徑分布，是以1000個(gè)以上粒子為基準(zhǔn)，并使用測定多張照片的照片內(nèi)可以確認(rèn)的全部粒子數(shù)的結(jié)果。數(shù)均粒徑為51μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.8μm，此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.133，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝2。
實(shí)施例4除了如圖6所示將乳化裝置垂直于水平面放置使用以外，其余均與實(shí)施例1相同來制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。在L中，除了因流動(dòng)而產(chǎn)生的實(shí)施例3計(jì)算出的壓力損失外，還有因異壬烷的液體深度所產(chǎn)生的179Pa的壓力差，共計(jì)產(chǎn)生659Pa的壓力差。
通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀。數(shù)均粒徑為50μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.9μm，此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.098，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.67。
實(shí)施例5除了將在圖5中的厚度為200μm、邊長為50mm的正方形的氟樹脂片上形成寬為2mm、長為25mm的縫來作為氟樹脂片9使用以外，其余均與實(shí)施例3相同來制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。因異壬烷流路為長方形，由公式4計(jì)算出的壓力損失為1880Pa，異壬烷流動(dòng)方向線速度對由貫穿孔提供的硅酸鈉水溶液的貫穿孔部分流動(dòng)方向線速度之比為954。
利用高速度相機(jī)確認(rèn)了乳化的狀態(tài)盡管由噴咀15提供的硅酸鈉水溶液在貫穿孔出口處被液滴化，但是隨著有機(jī)液體從流路的上游到下游，有乳濁液的液滴徑變大的趨勢，為分布廣的狀態(tài)。
通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)和實(shí)施例1相同來將所得的乳濁液凝膠化而得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀，數(shù)均粒徑為55μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為16.8μm。此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.305，和實(shí)施例3、實(shí)施例4比較，具有較廣的分布。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.83。
實(shí)施例6在圖5中，除了在厚度為50μm、邊長為50mm的正方形不銹鋼板10的中央部位上，利用準(zhǔn)分子激光器在縱方向上以140μm中心距形成內(nèi)徑＝4r＝30μm的圓形貫穿孔10個(gè)，在橫方向上以140μm的中心距形成100個(gè)貫穿孔，總計(jì)1000個(gè)以外，和實(shí)施例3相同制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。
異壬烷流動(dòng)方向線速度對經(jīng)貫穿孔供給的硅酸鈉水溶液在貫穿孔部分流動(dòng)方向的線速度之比為159。用高速度的照相機(jī)對乳化的狀態(tài)進(jìn)行了確認(rèn)硅酸鈉水溶液在貫穿孔的出口處發(fā)行了液滴化，此外乳濁液粒子具有約60μm實(shí)質(zhì)上均勻的粒徑。
通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀，數(shù)均粒徑為49μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.3μm。此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.108，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.63。
實(shí)施例7在圖5中，除了在厚度為50μm、邊長為50mm的正方形不銹鋼板10的中央部位上，利用準(zhǔn)分子激光器在縱方向上以140μm中心距形成長軸徑為60μm、短軸徑為30μm的橢圓形貫穿孔(4r＝38.9μm)10個(gè)，在橫方向上以200μm的中心距形成100個(gè)貫穿孔，總計(jì)1000個(gè)以外，其余均和實(shí)施例3相同，連續(xù)制得W/O型乳濁液。此時(shí)的硅酸鈉水溶液的供給量為10mL/h，在貫穿孔的該水溶液的流動(dòng)方向線速度為2.0×10-3m/s。
異壬烷流動(dòng)方向線速度對由貫穿孔供給的硅酸鈉水溶液在貫穿孔部分流動(dòng)方向的線速度之比為159。利用高速度的相機(jī)對乳化的狀態(tài)進(jìn)行了確認(rèn)硅酸鈉水溶液在貫穿孔出口處液滴化，另外，乳濁液粒子具有約為75μm的實(shí)質(zhì)上均勻的粒徑。
和實(shí)施例3相同來將所得的W/O型乳濁液凝膠化，制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀，數(shù)均粒徑為60μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為7.2μm。此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.114，為具有實(shí)質(zhì)上均勻粒徑的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。另外，數(shù)均粒徑/4r＝1.54。
實(shí)施例8在圖5中，除了在厚度為100μm、邊長為50mm的正方形不銹鋼板10的中央部位上，利用準(zhǔn)分子激光器在縱方向上以100μm中心距形成內(nèi)徑＝4r＝15μm的圓形貫穿孔25個(gè)，在橫方向上以100μm的中心距形成200個(gè)貫穿孔，總計(jì)5000個(gè)以外，其余均和實(shí)施例3相同，連續(xù)制得W/O型乳濁液。此時(shí)的硅酸鈉水溶液的供給量為110mL/h，在貫穿孔的該水溶液流動(dòng)方向線速度為3.5×10-2m/s。
異壬烷流動(dòng)方向線速度對由貫穿孔供給的硅酸鈉水溶液在貫穿孔部分的流動(dòng)方向線速度之比為9.0。利用高速度的相機(jī)對乳化的狀態(tài)進(jìn)行了確認(rèn)雖然硅酸鈉水溶液在貫穿孔出口處液滴化，具有約為90μm的幾乎均勻的粒徑，但是有5％左右的約5μm的乳濁液微粒產(chǎn)生。
和實(shí)施例1相同來將所得的W/O型乳濁液凝膠化，制得二氧化硅多孔質(zhì)球狀體。通過掃描顯微鏡照片，可以確認(rèn)所得的二氧化硅多孔質(zhì)球狀體幾乎為圓球狀，數(shù)均粒徑為76μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為22.6μm。此時(shí)的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對數(shù)均粒徑的比值為0.297，和實(shí)施例1-4、實(shí)施例6、實(shí)施例7相比，具有略廣的粒徑分布。另外，數(shù)均粒徑/4r＝5.07。
利用本發(fā)明能穩(wěn)定地制得粒徑實(shí)質(zhì)上均勻的無機(jī)質(zhì)球狀體。尤其能防止產(chǎn)生較多偏離目標(biāo)粒徑的大粒子和小粒子，得到粒徑高度均勻的無機(jī)質(zhì)球狀體。
權(quán)利要求
1.無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，利用微小孔將含有無機(jī)化合物的水性液體壓入流路中流速為0.001-2m/s且以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中，形成W/O型乳濁液后，將該W/O型乳濁液中的含有無機(jī)化合物的水性液體固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述水性液體含有二氧化硅；所述無機(jī)質(zhì)球狀體為多孔質(zhì)二氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，通過添加酸使所述W/O型乳濁液凝膠化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述有機(jī)液體為碳原子數(shù)為9-12的飽和烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述有機(jī)液體的雷諾數(shù)在500以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述微小孔的截面形狀為選自圓形、長方形、三角形及橢圓形中的一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述微小孔截面的水力半徑r的4倍值為0.1-500μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述有機(jī)液體流動(dòng)方向線速度對所述水性液體流動(dòng)方向線速度之比為1-500。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，利用隔板隔開而形成所述流路，并在1個(gè)隔板上形成貫穿厚度方向的所述微小孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，以微小孔截面形狀外接圓直徑的1/2以上的間隔，在1個(gè)隔板上配置多個(gè)所述微小孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，形成100個(gè)以上的所述微小孔，并且在所述微小孔中，位于所述有機(jī)液體最上游的和位于最下游的微小孔之間的所述有機(jī)液體的壓力損失為10-1000Pa。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，使有機(jī)液體從下方往上方流動(dòng)，并使其和水平面成30°以上的角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，在所述微小孔中，位于所述有機(jī)液體最上游的微小孔和位于最下游的微小孔的距離為1-300mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述數(shù)均粒徑為0.1-100μm。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述微小孔截面的水力半徑r的4倍值為0.1-100μm，所述無機(jī)質(zhì)球狀體的數(shù)均粒徑對所述截面的水力半徑r的4倍值之比為0.1-5.0，并且所述有機(jī)液體流動(dòng)方向線速度對所述水性液體流動(dòng)方向線速度之比為10-300。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，在1個(gè)隔板上形成有100個(gè)以上的所述微小孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，所述數(shù)均粒徑為10-100μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造方法，其特征在于，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對所述數(shù)均粒徑的比值在0.2以下。
19.無機(jī)質(zhì)球狀體的制造裝置，它具有利用隔板厚度方向上貫穿的100個(gè)以上的微小孔來將含有無機(jī)化合物的水性液體壓入由隔板隔開的流路中流速為0.001-2m/s且以層流狀態(tài)流動(dòng)的有機(jī)液體中，形成W/O型乳濁液，并將該乳濁液中含有無機(jī)化合物的水性液體固化，形成無機(jī)質(zhì)球狀體的構(gòu)造，其特征在于，在所述微小孔中，位于所述有機(jī)液體的最上游的微小孔和位于最下游的微小孔之間的所述有機(jī)液體的壓力損失為10-1000Pa。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造裝置，其特征在于，在以和水平面成30°以上角度設(shè)置的所述流路中，所述有機(jī)液體從下方往上方流動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的無機(jī)質(zhì)球狀體的制造裝置，其特征在于，在所述微小孔中，位于所述有機(jī)液體最上游的微小孔和位于最下游的微小孔的距離為1-300mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了能穩(wěn)定制造實(shí)質(zhì)上粒徑均勻的無機(jī)質(zhì)球狀體的方法。該方法是通過微小孔將含有二氧化硅等無機(jī)化合物的水性液體壓入流路中流速為0.001－2m/s且以層流狀態(tài)流動(dòng)的、碳原子數(shù)為9－12的直鏈狀飽和烴等有機(jī)液體中，形成W/O型乳濁液后，對該W/O型乳濁液中的含有無機(jī)化合物的水性液體進(jìn)行凝膠化，制得無機(jī)質(zhì)球狀體。上述流路最好由隔板隔開。
文檔編號C01B33/12GK1478591SQ03178718
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者松原俊哉, 治, 田中正治, 彥, 立松伸, 士, 山田和彥, 一, 山田兼士, 太郎, 江畑研一, 片山肇, 角崎健太郎 申請人:旭硝子株式會(huì)社