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JPH11147036A - Aqueous dispersion - Google Patents

Aqueous dispersion

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Publication number
JPH11147036A
JPH11147036A JP33106597A JP33106597A JPH11147036A JP H11147036 A JPH11147036 A JP H11147036A JP 33106597 A JP33106597 A JP 33106597A JP 33106597 A JP33106597 A JP 33106597A JP H11147036 A JPH11147036 A JP H11147036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous dispersion
inorganic particles
particles
aqueous
dispersion
Prior art date
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Granted
Application number
JP33106597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3849261B2 (en
Inventor
Masayuki Motonari
正之 元成
Masayuki Hattori
雅幸 服部
Akira Iio
章 飯尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP33106597A priority Critical patent/JP3849261B2/en
Publication of JPH11147036A publication Critical patent/JPH11147036A/en
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Publication of JP3849261B2 publication Critical patent/JP3849261B2/en
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  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間保管しておいても増粘してゲル化した
り、沈降物が発生したりすることのない分散安定性の良
好な無機粒子の水性分散体を提供する。 【解決手段】 気相法無機粒子を水系媒体中に分散させ
て成り、分散後の無機粒子の平均粒子径が0.05〜
0.9μmの範囲にあり、且つ、生理食塩水中に0.0
1重量%で分散させてアパーチャチューブの細孔を通過
する1〜30μmの粒子を30秒間計数した計数値が2
000以下である水性分散体。但し、測定機は、コール
ター株式会社のコールターマルチタイザー▲2▼型、ア
パーチャチューブの細孔の口径のサイズは50μmであ
るとする。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous dispersion of inorganic particles having good dispersion stability without thickening and gelling even when stored for a long time, and without generating a sediment. . SOLUTION: It is formed by dispersing vapor-phase inorganic particles in an aqueous medium, and the dispersed inorganic particles have an average particle diameter of 0.05 to 0.05.
In the range of 0.9 μm and in saline
1 to 30 μm particles dispersed in 1% by weight and passing through the pores of the aperture tube were counted for 30 seconds.
Aqueous dispersion of not more than 000. However, it is assumed that the measuring machine is a Coulter Multitizer (2) type manufactured by Coulter Co., Ltd., and the size of the aperture of the aperture tube is 50 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化粧品、塗料、半
導体ウェハ等の研磨用スラリー等に用いることができ、
保管中の増粘やゲル化或いは沈降分離等の問題が無く、
安定性に優れた水性分散体、例えば無機粒子の水性コロ
イドに関する。
The present invention can be used for polishing slurries of cosmetics, paints, semiconductor wafers, etc.,
No problems such as thickening, gelling or sedimentation during storage,
It relates to an aqueous dispersion having excellent stability, for example, an aqueous colloid of inorganic particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、化粧品、塗料、半導体ウェーハ等
の研磨用スラリーには、不純物が極めて少ない高純度な
原料として、例えばヒュームド法(高温火炎加水分解
法)のような気相法により合成した無機粒子(以下「ヒ
ュームド法無機粒子」という)が用いられている。しか
し、ヒュームド法無機粒子は2次凝集が激しいため、そ
の水性分散体を製造する場合には水中にて凝集体を破壊
・解砕する必要がある。この凝集体の破壊・解砕が不十
分なために粗大粒子が多い場合は、保管中に水性分散体
が経時的に増粘したり、ゲル化して全く流動性を失って
使用できなくなるという問題や、保管中に凝集体が沈殿
して分離するという問題が起こる。従来、ヒュームド法
無機粒子の凝集体を破壊・解砕して水性分散体を製造す
る方法として、ワーリングブレンダーやハイシェアミキ
サーのような高速撹拌型の分散装置を使用する方法(特
開平3−50112)や、ジェットストリームミキサー
のような粉体導入混合分散機、歯付きコロイドミル/デ
ィゾルバー/スキム攪拌機を組み合わせた装置(日本ア
エロジル(株)カタログNo.19「アエロジルの取り
扱い方法」P38)が知られている。しかし、何れの方
法による場合も、凝集体を十分に破壊・解砕することが
できず、多数の粗大粒子が存在するという問題があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, polishing slurries for cosmetics, paints, semiconductor wafers, and the like have been synthesized as high-purity raw materials having extremely few impurities by a gas phase method such as the fumed method (high-temperature flame hydrolysis method). Inorganic particles (hereinafter referred to as “fumed inorganic particles”) are used. However, since the fumed inorganic particles undergo strong secondary agglomeration, it is necessary to destroy and crush the agglomerates in water when producing an aqueous dispersion thereof. If the aggregates are insufficiently broken and disintegrated, and the number of coarse particles is large, the aqueous dispersion thickens over time during storage or gels and loses its fluidity, making it unusable. Also, there is a problem that the aggregate precipitates and separates during storage. Conventionally, as a method for producing an aqueous dispersion by breaking and crushing aggregates of fumed inorganic particles, a method using a high-speed stirring type dispersing apparatus such as a Waring blender or a high shear mixer (Japanese Patent Laid-Open No. 50112/1991). ) And a device combining a powder introduction mixing and dispersing machine such as a jet stream mixer and a toothed colloid mill / dissolver / skim stirrer (Nippon Aerosil Co., Ltd., Catalog No. 19, “Handling method of Aerosil”, page 38). ing. However, any of these methods has a problem that the aggregates cannot be sufficiently broken or broken, and a large number of coarse particles are present.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
技術的課題を背景になされたもので、長時間保管してお
いても増粘してゲル化したり、沈降物が発生したりする
ことのない分散安定性の良好な無機粒子の水性分散体を
提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional technical problems, and the viscosity or gelation or sedimentation occurs due to thickening even when stored for a long time. An object of the present invention is to provide an aqueous dispersion of inorganic particles having good dispersion stability without causing any dispersion.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、気相法により
合成した無機粒子を水系媒体中に分散させて成る水性分
散体であって、分散後の無機粒子の平均粒子径が0.0
5〜0.9μmの範囲にあり、且つ、生理食塩水中に
0.01重量%で分散させてアパーチャチューブの細孔
を通過する1〜30μmの粒子を30秒間計数した計数
値が2000以下である水性分散体である。但し、計数
値の測定機はコールター株式会社のコールターマルチタ
イザー▲2▼型(型番号はローマ数字で記載されてい
る)であり、アパーチャチューブの細孔の口径のサイズ
は50μmである。平均粒子径は、大塚電子株式会社製
の『LAZER PRACTICE ANALTZER
PAR−▲3▼』を用いて測定した。本発明の分散後
の無機粒子は2次粒子或いは2次粒子と1次粒子から成
る。分散後の無機粒子の平均粒子径が0.05μm未満
であると水性分散体の粘度が大き過ぎて取り扱いが困難
になる。0.9μmを超えると、安定性が悪くなって沈
降が生ずる。この粒子径は、無機粒子原料の種類の選
択、混練り時の固形分濃度などによりコントロールする
ことができる。本発明の水性コロイド(水性分散体)
は、例えば、化粧品、塗料、コーティング剤、半導体ウ
ェーハの研磨用スラリー等に用いることができる。
The present invention relates to an aqueous dispersion obtained by dispersing inorganic particles synthesized by a gas phase method in an aqueous medium, wherein the dispersed inorganic particles have an average particle diameter of 0.0
The count value of 1 to 30 μm particles in the range of 5 to 0.9 μm and dispersed in physiological saline at 0.01% by weight and passing through the pores of the aperture tube for 30 seconds is 2000 or less. It is an aqueous dispersion. However, the measuring device of the count value is a Coulter Multitizer (2) type (type number is described in Roman numerals) of Coulter Co., Ltd., and the size of the aperture of the aperture tube is 50 μm. The average particle size is “LAZER PRACTICE ANALZER” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
PAR-3). The dispersed inorganic particles of the present invention are composed of secondary particles or secondary particles and primary particles. If the average particle size of the inorganic particles after dispersion is less than 0.05 μm, the viscosity of the aqueous dispersion is too large and handling becomes difficult. If it exceeds 0.9 μm, the stability becomes poor and sedimentation occurs. The particle size can be controlled by selecting the type of raw material of the inorganic particles, the solid concentration at the time of kneading, and the like. Aqueous colloid (aqueous dispersion) of the present invention
Can be used, for example, for cosmetics, paints, coating agents, slurries for polishing semiconductor wafers, and the like.

【0005】1.コールターマルチタイザーによる計
数.図1はコールターマルチタイザー▲2▼型(コール
ター株式会社製)の測定原理を示す。コールターマルチ
タイザー▲2▼型は、アパーチャチューブのアパーチャ
(細孔部,開口)を所定時間内に通過するスラリー粒子
数を、アパーチャチューブの内と外に設けた電極間に流
れる電流値に基づいて計数する装置である。即ち、アパ
ーチャチューブの細孔部をスラリー粒子が通過すると、
該スラリー粒子の体積に応じて両電極のインピーダンス
が変化し、これが、両電極間に流れる電流値の変化(パ
ルス)として観測される。このパルスは、チャンネル
(大きさ)別に累積され、これに基づいて粒径分布が求
められるのである。アパーチャを通過するスラリー粒子
の径はアパーチャサイズ(開口径)の2〜60%であ
り、例えば、アパーチャサイズを50μmとした場合、
1〜30μmのスラリー粒子が通過することになる。
[0005] 1. Counting with Coulter Multitizer. FIG. 1 shows the measurement principle of the Coulter Multitizer Type 2 (manufactured by Coulter Co., Ltd.). The Coulter Multitizer (2) type measures the number of slurry particles passing through an aperture (pores, openings) of an aperture tube within a predetermined time based on the value of current flowing between electrodes provided inside and outside the aperture tube. It is a device for counting. That is, when the slurry particles pass through the pores of the aperture tube,
The impedance of both electrodes changes according to the volume of the slurry particles, and this is observed as a change (pulse) in the current value flowing between both electrodes. The pulses are accumulated for each channel (size), and the particle size distribution is determined based on the accumulated pulses. The diameter of the slurry particles passing through the aperture is 2 to 60% of the aperture size (opening diameter). For example, when the aperture size is 50 μm,
Slurry particles of 1 to 30 μm will pass.

【0006】2.気相法無機粒子.ヒュームド法(高温
火炎加水分解法)や、ナノフェーズテクノロジー社法
(金属蒸発酸化法)等の気相法により合成した無機粒子
は、高純度であるため、本発明に好適に用いられる。気
相法無機粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、
酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化バナジウム、酸化
タングステン、酸化鉄、酸化セリウム等の金属酸化物が
例示できる。この中で特に好ましいものは、酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウムであ
る。分散に供する気相法無機粒子は、一般には粉体であ
り、小さな粒子(一次粒子という)の凝集体(二次粒子
という)として存在している。この一次粒子の平均粒子
径は、通常、0.005〜1μmである。
[0006] 2. Vapor phase inorganic particles. Inorganic particles synthesized by a gas phase method such as a fumed method (high-temperature flame hydrolysis method) or a nanophase technology company method (metal evaporation oxidation method) have a high purity and are therefore suitably used in the present invention. As the vapor-phase inorganic particles, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, antimony oxide,
Examples thereof include metal oxides such as chromium oxide, germanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, iron oxide, and cerium oxide. Among them, particularly preferred are silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide and cerium oxide. The vapor phase inorganic particles to be dispersed are generally powders, and exist as aggregates (secondary particles) of small particles (primary particles). The average particle diameter of the primary particles is usually 0.005 to 1 μm.

【0007】3.分散方法の例. (a)概要.本発明の水性分散体は、例えば、攪拌ブレ
ードを副回転軸により回転させつつ副回転軸を主回転軸
により回転させる方式の混練機の混練槽内の水系媒体中
に上述の無機粒子を添加して分散させることにより得る
ことができる。なお、攪拌ブレードを副回転軸により回
転させつつ副回転軸を主回転軸により回転させる方式
は、一般的に、遊星方式と呼ばれる。
[0007] 3. Example of distribution method. (A) Outline. The aqueous dispersion of the present invention, for example, the above-mentioned inorganic particles are added to an aqueous medium in a kneading tank of a kneader of a type in which a sub-rotating shaft is rotated by a main rotating shaft while a stirring blade is rotated by a sub-rotating shaft. And disperse them. The method of rotating the sub-rotation axis by the main rotation axis while rotating the stirring blade by the sub-rotation axis is generally called a planetary method.

【0008】(b)遊星方式の混練機.図2は遊星方式
の混練機を模式的に示し、(a)は上面図、(b)は側
面図である。図示のように、遊星方式の混練機の混練槽
10内には、副回転軸aの周囲を矢印方向へ回転する攪拌
ブレード11a と、副回転軸bの周囲を矢印方向へ回転す
る攪拌ブレード11b が設けられているとともに、これら
2個の副回転軸a,bを矢印方向へ回転させる主回転軸
cが設けられている。即ち、遊星方式の混練機とは、攪
拌ブレードが副回転軸の周囲を回転(自転)し、且つ、
副回転軸が主回転軸の周囲を回転(公転)するように構
成された混練機である。このように設けられた攪拌ブレ
ード11a,11b は複雑な軌跡で運動するため、混練槽内の
流体は均一に混練され、凝集体は十分に分断され、その
結果、多量の粉体を比較的少量の液体中に効率良く分散
することが可能となる。なお、図2では、副回転軸がa
とbの2本の場合が示されているが、副回転軸は1本で
もよく、3本以上でもよい。また、副回転軸を複数本設
ける場合は、各副回転軸を等間隔に設けてもよく、等間
隔でなくともよい。また、図2では、1本の副回転軸当
り2枚の攪拌ブレードが1組として設けられているが、
1枚の攪拌ブレードでもよく、3枚以上の攪拌ブレード
を1組として設けてもよい。また、攪拌ブレードの副回
転軸と同軸に又は攪拌ブレードの副回転軸とは別軸に高
速回転翼を設けて、該高速回転翼により凝集体の分断・
分散能力を更に向上させてもよい。また、図2では、主
回転軸c及び副回転軸a,bが、何れも上面視で反時計
方向へ回転する場合が示されているが、主回転軸と副回
転軸の回転方向を相互に反対方向に設定して、攪拌ブレ
ードの運動の軌跡を変えてもよい。また、図2では、攪
拌ブレード11a,11b が、両端部間で湾曲するとともに捩
じれている、所謂ひねり形状の場合が示されているが、
攪拌ブレードの形状としては、混練槽内の流体を均一に
混練でき、凝集体を十分に分断でき、その結果として、
多量の粉体を比較的少量の液体中に効率良く分散させる
ことができる形状であれば、他の形状を採用してもよ
い。上記の要請を満たす遊星方式の混練機としては、例
えば、下記の名称で提供されている混練機が挙げられ
る。例えば、万能混合攪拌機(ダルトン(株)製)、ユ
ニバーサルミキサー((株)パウレック製)、KPMパ
ワーミックス((株)栗本鐡工所)、プラネタリーニー
ダーミキサー(アシザワ(株)製)、T.K.ハイビス
ディスパーミックス(特殊機化工業(株)製)、プラネ
タリーディスパー(浅田鉄工(株))等が好ましく用い
られる。特に、自転・公転運動を行う攪拌ブレードと高
速回転翼(ディスパー)を組み合わせた装置であるプラ
ネタリーディスパーや、T.K.ハイビスディスパーミ
ックスが、多量の粉体を比較的少量の液体中に短時間で
均一化に分散させ得るため、好ましい。
(B) Planetary kneader. FIG. 2 schematically shows a planetary kneader, wherein (a) is a top view and (b) is a side view. As shown, kneading tank of planetary kneading machine
A stirring blade 11a that rotates around the sub-rotating shaft a in the direction of the arrow and a stirring blade 11b that rotates around the sub-rotating shaft b in the direction of the arrow are provided in 10, and these two sub-rotating shafts are provided. A main rotation axis c for rotating the axes a and b in the direction of the arrow is provided. That is, with the planetary kneader, the stirring blade rotates (rotates) around the auxiliary rotation shaft, and
This is a kneading machine in which the sub-rotating shaft rotates (revolves) around the main rotating shaft. Since the stirring blades 11a and 11b provided in this way move along a complicated trajectory, the fluid in the kneading tank is uniformly kneaded, the agglomerates are sufficiently separated, and as a result, a large amount of powder is removed in a relatively small amount. Can be efficiently dispersed in the liquid. In FIG. 2, the auxiliary rotation axis is a
2 and b, the number of auxiliary rotation shafts may be one or three or more. When a plurality of sub-rotating shafts are provided, the sub-rotating shafts may be provided at equal intervals or may not be at equal intervals. In FIG. 2, two stirring blades are provided as one set per one sub-rotating shaft.
One stirring blade may be provided, or three or more stirring blades may be provided as one set. In addition, a high-speed rotating blade is provided coaxially with the sub-rotating shaft of the stirring blade or on a separate axis from the sub-rotating shaft of the stirring blade.
The dispersing ability may be further improved. FIG. 2 shows a case where both the main rotation axis c and the sub rotation axes a and b rotate counterclockwise when viewed from above, but the rotation directions of the main rotation axis and the sub rotation axis are mutually changed. May be set in the opposite direction to change the trajectory of the movement of the stirring blade. FIG. 2 shows a case in which the stirring blades 11a and 11b are so-called twisted shapes that are curved and twisted between both ends.
As the shape of the stirring blade, the fluid in the kneading tank can be uniformly kneaded, and the aggregate can be sufficiently separated, and as a result,
Other shapes may be employed as long as a large amount of powder can be efficiently dispersed in a relatively small amount of liquid. Examples of the planetary kneader satisfying the above requirements include a kneader provided under the following name. For example, a universal mixing stirrer (Dalton Co., Ltd.), a universal mixer (Powrex Co., Ltd.), a KPM Power Mix (Kurimoto Steel Works, Ltd.), a planetary kneader mixer (Ashizawa Co., Ltd.), T.K. K. Hibis Dispers Mix (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), Planetary Dispers (Asada Iron Works Co., Ltd.) and the like are preferably used. In particular, a planetary disper, which is a device combining a stirring blade that rotates and revolves, and a high-speed rotating blade (disper); K. Hibis Dispermix is preferable because a large amount of powder can be uniformly dispersed in a relatively small amount of liquid in a short time.

【0009】(c)分散時の濃度.気相法無機粒子(粉
体)を水系媒体中で分散する濃度としては、30〜70
重量%、好ましくは35〜60重量%であり、さらに好
ましくは40〜50重量%である。固形分濃度が30重
量%以下では分散効率が悪いため、得られた水性分散体
(水性コロイド)中に凝集物が多量に残り、保管中に沈
降・分離する問題が生じたり、増粘してゲル化する場合
もある。一方、濃度が70重量%以上と高すぎると、分
散装置の負荷が大きすぎて攪拌動作が停止する問題が生
じたり、その状態で無理に攪拌動作を続けると過剰に分
散されてしまうため、再凝集により10μm以上の粗大
粒子が多量に発生する場合もある。
(C) Concentration at dispersion. The concentration at which the vapor phase inorganic particles (powder) are dispersed in the aqueous medium is 30 to 70.
%, Preferably 35 to 60% by weight, more preferably 40 to 50% by weight. When the solid concentration is 30% by weight or less, the dispersion efficiency is poor, so that a large amount of aggregates remain in the obtained aqueous dispersion (aqueous colloid), causing a problem of sedimentation / separation during storage or an increase in viscosity. It may gel. On the other hand, if the concentration is too high, such as 70% by weight or more, the load on the dispersing device is too large, causing a problem that the stirring operation is stopped, or if the stirring operation is forcibly continued in this state, excessive dispersion is caused. In some cases, a large amount of coarse particles of 10 μm or more are generated by aggregation.

【0010】(d)添加方法.ヒュームド法により合成
された無機粒子は、連続的または間欠的に添加しながら
水系媒体中に分散処理することが望ましい。はじめから
必要量の粉体を添加すると、均一に分散させることが困
難なばかりでなく、負荷が大きすぎて攪拌機が停止する
という問題も生ずる。添加する方法としては、固形分濃
度20重量%程度までは速やかに投入し、その後は、混
練機の電流値(負荷)を監視しつつ過負荷にならないよ
うに粉体を連続的または間欠的に添加すると良い。粉体
の投入装置としては、スクリューで搬送する方式等を挙
げることができる。
(D) Addition method. It is desirable that the inorganic particles synthesized by the fumed method be dispersed in an aqueous medium while being added continuously or intermittently. If the required amount of powder is added from the beginning, not only is it difficult to uniformly disperse the powder, but also there is a problem that the load is too large and the stirrer stops. As a method for adding the powder, the powder is rapidly charged up to a solid content concentration of about 20% by weight, and then the powder is continuously or intermittently monitored so as not to be overloaded while monitoring the current value (load) of the kneader. It is good to add. Examples of the powder feeding apparatus include a method of conveying with a screw.

【0011】(e)アルカリ又は酸の添加.上述の分散
体に、酸又はアルカリを添加すると、最終的に得られた
無機粒子の水性コロイド(水性分散体)の安定性が向上
するため好ましい。酸を添加する場合は、最終的に希釈
した後に得られる無機粒子の水性コロイド(水性分散
体)のpHが7〜2の範囲が好ましい。また、アルカリ
を添加する場合は、最終的に希釈した後に得られる無機
粒子の水性コロイド(水性分散体)のpHが7〜12の
範囲が好ましい。pHが2より低かったり、pHが12
より高かったりすると、無機粒子が溶解したり、粒子が
凝集するという問題が生ずる。酸又はアルカリの添加の
時期は、あらかじめ水系分散媒中に添加する方法、無機
粉体添加途中、無機粉体添加後、混練途中、混練後、の
何れの工程でも良い。好ましくは、混練途中、又は混練
後の希釈(希釈については後述する)前である。この混
練途中、又は混練後の希釈前の時期に添加すると、添加
による凝集物の発生を防止することができる。酸として
は、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等の無機酸や、
酢酸、フタル酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、ポリアクリル酸、マレイン酸、ソルビン酸等の有機
酸、等を用いることができる。好ましくは、1価の酸で
ある塩酸、硝酸、酢酸である。アルカリとしては、例え
ば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウ
ム、アンモニア等の無機塩基、エチレンジアン、トリエ
チルアミン、ピペラジンなどのアミン類等を用いること
ができる。
(E) Addition of alkali or acid. It is preferable to add an acid or an alkali to the above-mentioned dispersion, since the stability of the finally obtained aqueous colloid of inorganic particles (aqueous dispersion) is improved. When an acid is added, the pH of the aqueous colloid (aqueous dispersion) of inorganic particles obtained after final dilution is preferably in the range of 7 to 2. When an alkali is added, the pH of an aqueous colloid (aqueous dispersion) of inorganic particles obtained after final dilution is preferably in the range of 7 to 12. pH below 2 or pH 12
If it is higher, problems such as dissolution of the inorganic particles and aggregation of the particles occur. The acid or alkali may be added in any of the following steps: a method in which the acid or the alkali is added to the aqueous dispersion medium, a step in the course of adding the inorganic powder, a step in the course of the addition of the inorganic powder, a step in the kneading, and a step in the kneading. Preferably, during kneading or before dilution after kneading (the dilution will be described later). Addition during the kneading or before the dilution after the kneading can prevent the formation of aggregates due to the addition. Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid,
Organic acids such as acetic acid, phthalic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, polyacrylic acid, maleic acid, and sorbic acid can be used. Preferably, monovalent acids such as hydrochloric acid, nitric acid and acetic acid are used. As the alkali, for example, inorganic bases such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and amines such as ethylenediane, triethylamine, and piperazine can be used.

【0012】(f)希釈等.前記の分散工程で得られた
水性分散体(無機コロイド分散体)は、混練工程後に希
釈することが望ましい。希釈する程度は、分散された無
機粒子の種類や混練時の固形分濃度によって異なるが、
水系媒体で希釈することにより、混練時の固形分濃度よ
り5重量%程度以上、固形分濃度を低下させることが望
ましい。混練工程時の固形分濃度のままでは高粘度であ
るため取り扱いが困難であるばかりでなく、保管中に更
に増粘したり、ゲル化するという問題が生ずる。希釈す
る方法としては、混練機に直接水系媒体を投入する方法
が、混練機より取り出し易くなるため好ましい。混練工
程の後、更に均一性を高めるために、さらに別の混練機
もしくは分散装置を用いて分散処理することで、本発明
の水性分散体を得ることもできる。その場合には、例え
ば、コーレス型高速攪拌分散機、ホモミキサー、高圧ホ
モジナイザーまたはビーズミルを、好ましく用いること
ができる。また、前述の分散工程で用いる混練機、分散
装置、粉体投入装置としては、水性分散体(無機コロイ
ド)中への金属汚染をできるだけ防ぐため、ポリウレタ
ンやテフロンやエポキシ樹脂等のライニングや、ジルコ
ニア等のセラミックスライニングを、内壁や撹拌羽根等
の接液部・接粉部に施して、耐磨耗性を高めたものが好
ましい。
(F) Dilution etc. It is desirable that the aqueous dispersion (inorganic colloidal dispersion) obtained in the dispersion step be diluted after the kneading step. The degree of dilution depends on the type of dispersed inorganic particles and the solids concentration during kneading,
By diluting with an aqueous medium, it is desirable to lower the solid content concentration by about 5% by weight or more from the solid content concentration at the time of kneading. If the solid content concentration during the kneading step remains unchanged, handling is difficult due to the high viscosity, and further, there is a problem in that the viscosity further increases during storage and gelation occurs. As a method for dilution, a method in which an aqueous medium is directly charged into the kneader is preferable because it can be easily taken out from the kneader. After the kneading step, in order to further improve the uniformity, the aqueous dispersion of the present invention can be obtained by performing a dispersion treatment using another kneader or a dispersing device. In that case, for example, a Coreless high-speed stirring / dispersing machine, a homomixer, a high-pressure homogenizer, or a bead mill can be preferably used. The kneading machine, the dispersing device, and the powder feeding device used in the above-mentioned dispersing step include lining of polyurethane, Teflon, epoxy resin, etc., and zirconia in order to prevent metal contamination in the aqueous dispersion (inorganic colloid) as much as possible. It is preferable to apply a ceramic lining such as that described above to the liquid-contacting portion and powder-contacting portion such as the inner wall and the stirring blade to enhance the abrasion resistance.

【0013】(g)分散工程で用いる装置の他の例.前
述の遊星方式の装置の他に、分散工程では、例えば、
(イ)気相法無機粒子を吸引しながら水系媒体中に直接
分散できる粉体導入混合分散機(商品名:ジェットスト
リームミキサー(三田村理研工業(株))等)、(ロ)
流体を衝突させて分散させる高圧ホモジナイザー(商品
名:マントンガウリンホモジナイザー(同栄商事
(株)),ベルトリホモジナイザー(日本精機製作所
(株)),マイクロフルイダイザー(みづほ工業
(株)),ナノマイザー(月島機械(株)),ジーナス
PY(白水化学工業(株))、システムオーガナイザー
(日本ビーイーイー(株)),アルティマイザー(伊藤
忠産機(株))等)等を用いることができる。また、ビ
ーズミルのような分散機も使用できる。ビーズの材料と
しては、例えば、無アルカリガラス、アルミナ、ジルコ
ン、ジルコニア、チタニア、チッ化ケイ素が好ましい。
分散処理は、一種類の分散機を使用しても良く、2種類
以上の分散機を複数回使用しても良い。遊星方式の装置
に加えて、遊星方式以外の装置を分散工程で用いる場
合、無機粒子の水性分散体中への金属汚染をできるだけ
防ぐため、ポリウレタンやテフロンやエポキシ樹脂等の
ライニングや、ジルコニア等のセラミックスライニング
を、内壁や撹拌羽根等の接液部に施して耐磨耗性を高め
たものが好ましいことは前述の遊星方式の装置の場合と
同様である。
(G) Another example of the apparatus used in the dispersion step. In addition to the above-mentioned planetary system, in the dispersion process, for example,
(B) A powder introduction mixing / dispersing machine (trade name: Jet Stream Mixer (Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd.) etc.) that can directly disperse inorganic particles in an aqueous medium while sucking them by gas-phase method, (b)
A high-pressure homogenizer (trade name: Mantongaulin homogenizer (Doei Shoji Co., Ltd.)) that disperses fluid by collision, a belt rehomogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.), a microfluidizer (Mizuho Industry Co., Ltd.), a nanomizer ( Tsukishima Kikai Co., Ltd.), Genus PY (Hakusui Chemical Industry Co., Ltd.), a system organizer (Nippon BEE Co., Ltd.), an ultimateizer (Itochu Industrial Machinery Co., Ltd.) and the like can be used. Further, a dispersing machine such as a bead mill can also be used. As the material of the beads, for example, alkali-free glass, alumina, zircon, zirconia, titania, and silicon nitride are preferable.
In the distribution processing, one type of disperser may be used, or two or more types of dispersers may be used plural times. In addition to the planetary system, when using a device other than the planetary system in the dispersion process, in order to prevent metal contamination of the aqueous dispersion of inorganic particles as much as possible, lining such as polyurethane, Teflon, epoxy resin, or zirconia. As in the case of the above-mentioned planetary system device, it is preferable that a ceramic lining is applied to a liquid contact portion such as an inner wall or a stirring blade to increase abrasion resistance.

【0014】4.濾過.本発明の無機粒子の水性分散体
中に存在する粗大粒子を十分に除去するためには、分散
後、さらに、フィルターで濾過処理することが好まし
い。フィルターとしては、デプス型のデプスカートリッ
ジフィルター(アドバンテック東洋社、日本ポール社
等)の他、フィルターバック式(ISP社)のフィルタ
ーを用いることができる。デプス型のフィルターとは、
濾過材の孔構造が入口側で粗く、出口側で細かく、且
つ、入口側から出口側へ向かうにつれて連続的に又は段
階的に細かくなるフィルターである。即ち、濾過材が十
分に厚いために(例:0.2〜2cm)、該濾過材を通
過する流体中から多量の異物を捕集できるフィルターで
ある。例えば、図3(b)に示すように、孔構造が、流
体の侵入(入口)側で粗く、排出(出口)側で細かく、
且つ、侵入側から排出側へ向かうにつれて連続的に又は
段階的(段階は、1段階でもよく、2段階以上でもよ
い)に細かくなるように設計された厚さdの濾過材であ
る。これにより、粗大粒子の中でも比較的大きな粒子は
侵入側付近で捕集され、比較的小さな粒子は排出側付近
で捕集され、全体として、粗大粒子はフィルターの厚み
方向の各部分で捕集される。その結果、粗大粒子の捕集
が確実に行われるとともに、フィルターが目詰まりし難
くなってその寿命を長くできる効果がある。また、望ま
しくは、図3(b)に示すように、繊維の太さが、流体
の侵入(入口)側で太く、排出(出口)側で細く設計さ
れることにより、空隙率が、流体の侵入側と排出側の間
で略一様とされた濾過材が用いられる。ここで、空隙率
とは、流体の通過方向に直交する平面内の単位断面積当
りの空隙の割合である。このように空隙率が略一様であ
るため、濾過時の圧力損失が小さくなり、粗大粒子の捕
集条件が厚さ方向で略一様となる。さらに、比較的低圧
のポンプを用いることができる。デプス型フィルター
は、図3(a)に示すような中空円筒形状のカートリッ
ジタイプのフィルター201 でもよく、また、図4(b)
に示すような袋状タイプのフィルター202 でもよい。中
空円筒形状のフィルター201 の場合は、濾過材の厚みを
所望の厚さに設計できる利点がある。袋状タイプの場合
は、流体が袋内から袋外へ通過するようにフィルター部
200(図4(a)参照)内に設けられるため、交換時に、
被濾過物をフィルター202 と一緒に除去できるという効
果がある。このようなデプス型フィルターを、例えば、
図4(a)に示すフィルター部200 内にセットして用い
ることにより、気相法無機粒子を水系媒体中に添加して
分散させた分散体中から、粒子径が5μmを越える粗大
粒子を除去することができる。図4(a)は、分散機10
1 内の水系媒体中に気相法無機粒子を添加して分散さ
せ、この分散体をタンク102 内に貯留した後、該タンク
102 から送り出してポンプPによりフィルター部200 に
圧送し、該フィルター部200 内にセットしたフィルター
201 (又は202 )により濾過した後、弁V1を経て再びタ
ンク102 内に戻すという循環を繰り返すことで分散体内
の粗大粒子を十分に除去した後、弁V1を閉じるとともに
弁V2を開いて、粗大粒子除去後の水性分散体をタンク30
0 内に貯留するシステムを示す。なお、図4(a)で
は、循環式のシステムが示されているが、1回パス方式
のシステムを用いてもよい。また、1回パス方式の場
合、加圧ポンプPに代えて、タンクを空気圧等で加圧し
てフィルター処理してもよい。なお、遠心分離法を組み
合わせて用いてもよい。また、孔構造が大きいフィルタ
ーを前段に組み合わせてプレフィルターとして使用する
と、更に目詰まりし難くなって、デプス型フィルターの
寿命を長くできる効果がある。
4. filtration. In order to sufficiently remove the coarse particles present in the aqueous dispersion of the inorganic particles of the present invention, it is preferable to further carry out a filtration treatment with a filter after the dispersion. As the filter, a filter of a filter back type (ISP) can be used in addition to a depth type depth cartridge filter (Advantech Toyosha, Nippon Pall, etc.). What is a depth filter?
The filter has a filter material in which the pore structure is coarse on the inlet side, fine on the outlet side, and finer continuously or stepwise from the inlet side to the outlet side. That is, since the filter medium is sufficiently thick (for example, 0.2 to 2 cm), the filter can collect a large amount of foreign substances from the fluid passing through the filter medium. For example, as shown in FIG. 3 (b), the pore structure is coarse on the fluid ingress (inlet) side and fine on the discharge (outlet) side.
In addition, the filter material is designed to have a thickness d which is designed to become finer continuously or stepwise (steps may be one step or two or more steps) from the entry side to the discharge side. As a result, among the coarse particles, relatively large particles are collected near the entry side, relatively small particles are collected near the discharge side, and as a whole, coarse particles are collected at each part in the thickness direction of the filter. You. As a result, there is an effect that the collection of the coarse particles is reliably performed, and the filter is hardly clogged, and the life of the filter can be extended. Desirably, as shown in FIG. 3 (b), the thickness of the fibers is designed to be thicker on the inflow (inlet) side of the fluid and thinner on the discharge (outlet) side, so that the porosity is reduced. A filter material that is substantially uniform between the entry side and the discharge side is used. Here, the porosity is the ratio of the porosity per unit cross-sectional area in a plane orthogonal to the direction in which the fluid passes. Since the porosity is substantially uniform as described above, the pressure loss during filtration is small, and the conditions for collecting coarse particles are substantially uniform in the thickness direction. Further, a relatively low pressure pump can be used. The depth type filter may be a cartridge type filter 201 having a hollow cylindrical shape as shown in FIG. 3 (a), and FIG. 4 (b)
A bag-type filter 202 as shown in FIG. In the case of the hollow cylindrical filter 201, there is an advantage that the thickness of the filter medium can be designed to a desired thickness. In the case of the bag type, the filter section should allow the fluid to pass from inside the bag to outside the bag.
200 (see FIG. 4 (a)).
There is an effect that the substance to be filtered can be removed together with the filter 202. Such a depth filter, for example,
By setting and using in the filter section 200 shown in FIG. 4 (a), coarse particles having a particle diameter exceeding 5 μm are removed from the dispersion in which the vapor-phase inorganic particles are added and dispersed in an aqueous medium. can do. FIG. 4A shows a dispersing machine 10.
After adding and dispersing the vapor-phase inorganic particles in the aqueous medium in 1 and storing this dispersion in the tank 102,
Pumped out of the filter unit 200 by the pump P to the filter unit 200, and the filter set in the filter unit 200.
After repeating the circulation of filtering through 201 (or 202), and returning to the tank 102 again via the valve V1, the coarse particles in the dispersion are sufficiently removed, and then the valve V1 is closed and the valve V2 is opened to open the coarse particles. The aqueous dispersion after removing the particles is placed in a tank 30.
Shows the system to store in 0. Although FIG. 4A shows a circulation system, a one-pass system may be used. In the case of the one-pass method, the tank may be pressurized by air pressure or the like instead of the pressurizing pump P to perform the filtering process. In addition, you may use combining a centrifugation method. Further, when a filter having a large pore structure is used in combination with the former stage as a pre-filter, clogging is harder to occur, and there is an effect that the life of the depth type filter can be extended.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】後述の実施例1〜5の水性分散
体、及び後述の比較例1〜3の水性分散体の各々につい
て、粒径検出部分のアパーチャチューブのアパーチャサ
イズを50μmとしたコールターマルチタイザー▲2▼
型(コールター株式会社製)を用いて、下記のように1
〜30μmの粒子数を測定した。まず、測定セルにアイ
ソトン2(コールター株式会社製の生理食塩水)を10
0cc、20重量%濃度の水酸化カリウム水溶液を0.
1cc添加し、カウント数Aを求めるブランク測定を行
った。カウント数Aは、30秒間にアパーチャチューブ
のアパーチャ(口径サイズ50μmの開口)を通過する
粒子数のカウント値である。次に、10重量%に調整し
たスラリー(実施例1〜5、及び比較例1〜3の各製品
(水性分散体)を調整したもの)をマイクロピペットで
0.1c添加し、30秒間攪拌した後、カウント数Bを
求める測定を行った。この測定は、30秒間にアパーチ
ャチューブのアパーチャ(口径サイズ50μmの開口)
を通過する粒子数のカウント値である。次に、正味のカ
ウント数N(コールターカウンタ値N)を、 (カウント数B−カウント数A=正味のカウント数N) として求めた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION For each of the aqueous dispersions of Examples 1 to 5 described later and the aqueous dispersions of Comparative Examples 1 to 3 described below, a coulter in which the aperture size of the aperture tube at the particle size detecting portion is 50 μm. Multitizer ▲ 2 ▼
Using a mold (manufactured by Coulter Co., Ltd.),
The number of particles of 3030 μm was measured. First, Isoton 2 (physiological saline solution manufactured by Coulter, Inc.) was added to the measuring cell for 10 minutes.
0 cc, a 20% by weight aqueous solution of potassium hydroxide in 0.1%
1 cc was added, and a blank measurement for determining the count number A was performed. The count number A is a count value of the number of particles passing through an aperture (aperture having an aperture size of 50 μm) of the aperture tube for 30 seconds. Next, 0.1 c of a slurry adjusted to 10% by weight (preparation of each product (aqueous dispersion) of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3) was added by a micropipette and stirred for 30 seconds. Thereafter, measurement for obtaining the count number B was performed. In this measurement, the aperture of the aperture tube (opening having a diameter of 50 μm) is measured in 30 seconds.
Is the count value of the number of particles passing through. Next, the net count number N (the Coulter counter value N) was determined as (count number B−count number A = net count number N).

【0016】上記のように測定したコールターカウンタ
値Nとの関係に於いて、各水性分散体の保存安定性及び
スクラッチを評価した。評価結果を表1に示す。ここ
で、保存安定性は、25℃で保管した場合の沈澱物の有
無で評価した。その結果、表1に示すように、コールタ
ーカウンタ値Nが1000以下(好ましい範囲内)の実
施例1〜5の各製品では、2カ月以上経過しても沈澱物
が認められず、良好な保存安定性を示した。これに対し
て、コールターカウンタ値Nが本発明の範囲外の200
0以上の比較例1〜3の各製品では7日以内で沈澱物が
観測され、保存安定性に欠けるという結果を得た。ま
た、スクラッチは、研磨機としてラップマスターSFT
社製の定盤径380mmのLM−15を用い、該研磨機
の定盤にロデール・ニッタ社製のパッドIC1000を
張り付け、該パッドにシリコンウエハーを装着して、実
施例1〜5及び比較例1〜3の各製品(水性分散体)を
濃度10%に希釈して用いて各々30分間研磨し、研磨
後にシリコンウエハーを洗浄乾燥して、微分干渉顕微鏡
を用いた目視で表面観察を行い、表面欠陥(スクラッ
チ)の有無を調べた。なお、研磨条件は、加工圧力10
0g/cm2 、定盤回転数30rpm、研磨剤供給量1
00cc/分とした。その結果、表1に示すように、コ
ールターカウンタ値Nが1000以下の実施例1〜5の
各製品を研磨剤として用いた場合はスクラッチが無く研
磨剤として適するという結果を得た。これに対して、コ
ールターカウンタ値Nが2500以上の比較例1〜3の
各製品を研磨剤として用いた場合はスクラッチが有り研
磨材として適しないという結果を得た。
The storage stability and scratch of each aqueous dispersion were evaluated in relation to the Coulter counter value N measured as described above. Table 1 shows the evaluation results. Here, the storage stability was evaluated by the presence or absence of a precipitate when stored at 25 ° C. As a result, as shown in Table 1, in each of the products of Examples 1 to 5 where the Coulter counter value N was 1000 or less (within a preferable range), no precipitate was observed even after 2 months or more, and the product was stored well. Demonstrated stability. On the other hand, when the Coulter counter value N is 200 out of the range of the present invention.
In each of the products of Comparative Examples 1 to 3 having 0 or more, a precipitate was observed within 7 days, and the result was that storage stability was lacking. In addition, the scratch is used as a lap master SFT as a polishing machine.
Using LM-15 having a platen diameter of 380 mm manufactured by the company, a pad IC1000 manufactured by Rodel Nitta was attached to the platen of the polishing machine, and a silicon wafer was mounted on the pad. Each of the products 1 to 3 (aqueous dispersion) was diluted to a concentration of 10% and polished for 30 minutes, and after polishing, the silicon wafer was washed and dried, and the surface was visually observed using a differential interference microscope. The presence or absence of surface defects (scratch) was examined. The polishing conditions were a processing pressure of 10
0 g / cm 2 , platen rotation speed 30 rpm, abrasive supply 1
00 cc / min. As a result, as shown in Table 1, when each product of Examples 1 to 5 having a Coulter counter value N of 1000 or less was used as an abrasive, there was obtained a result that there was no scratch and the abrasive was suitable. On the other hand, when each of the products of Comparative Examples 1 to 3 having a Coulter counter value N of 2500 or more was used as an abrasive, a result was obtained in which there was a scratch and was not suitable as an abrasive.

【0017】1.実施例1.日本アエロジル(株)社製
のアエロジル#50(ヒュームドシリカ(二酸化珪素)
6kgを、遊星式混練り機(商品名・TKハイビスディ
スパーミックス,HDM−3D−20型,特殊機化工業
(株)社製)を用い、イオン交換水6kg中に、ひねり
ブレードを主回転軸10rpmと副回転軸30rpmで
回転させ、混練りしながら30分かけて連続的に添加し
た。添加後、さらに1時間、固形分濃度50重量%濃度
のの状態で、ひねりブレードの副回転軸を30rpmで
回転させる混練り操作と、直径80mmのコーレス型高
速回転翼の副回転軸を2000rpmで回転させるディ
スパー処理を、それぞれ主回転軸を10rpmで回転さ
せながら同時に実施し、60分間継続した。その後、2
0重量%濃度の水酸化カリウム水溶液を0.3108k
g添加し、ひねりブレードの副回転軸を30rpmで回
転させる混練り操作と、直径80mmのコーレス型高速
回転翼の副回転軸を2000rpmで回転させるディス
パー処理を、それぞれ主回転軸を10rpmで回転させ
ながら同時に実施する操作を10分間行った。得られた
スラリーをイオン交換水で希釈して、30重量%濃度の
酸化珪素の水性コロイド(水性分散体)を得た。これを
更に、ポアサイズ5μmのデプスカートリッジフィルタ
ー処理することにより粗大粒子を除去した。得られた二
酸化珪素水性分散体の体積基準の平均粒子径は0.20
μm、pHは10.6であった。また、計測値Nは67
0であった。なお、ここでは、平均粒子径を体積基準で
測定しているが、重量基準でも略同様の結果を得る。 2.実施例2.実施例2では、混練り時の固形分濃度を
40重量%濃度とした以外は、実施例1と同様に水性コ
ロイドを得た。得られた二酸化珪素水性分散体の体積基
準の平均粒子径は0.25μm、pHは10.5であっ
た。また、計測値Nは530であった。 3.実施例3.実施例1に於いて、混練りによる分散時
の固形分濃度を45重量%濃度とした点、及び混練りに
よる分散後の水性分散体を、単結晶ダイヤモンド製ユニ
ットを備えた高圧ホモジナイザー(商品名・ジーナスP
YモデルPRO2−15(白水化学工業株式会社製)を
用いて更に分散処理し、更にポアサイズ5μmのデプス
カートリッジフィルター処理を行った以外は、実施例1
と同様に水性コロイドを得た。得られた二酸化珪素水性
分散体の体積基準の平均粒子径は0.23μm、pHは
10.6であった。また、計測値Nは330であった。 4.実施例4.実施例3に於いて、20重量%濃度の水
酸化カリウム水溶液を、アエロジル分散前のイオン交換
水に投入した以外は、実施例3と同様に水性コロイドを
得た。得られた二酸化珪素水性分散体の体積基準の平均
粒子径は0.23μm、pHは10.6であった。ま
た、計測値Nは1000であった。 5.実施例5.実施例1に於いて、アエロジル#50
(ヒュームドシリカ(二酸化珪素)9kgを、遊星式混
練り機(商品名・TKハイビスディスパーミックス,H
DM−3D−20型,特殊機化工業(株)社製)を用
い、イオン交換水9kg中に、ひねりブレードを主回転
軸10rpmと副回転軸30rpmで回転させ、混練り
しながら60分かけて連続的に添加した点以外は、実施
例1と同様に水性コロイドを得た。得られた二酸化珪素
水性分散体の体積基準の平均粒子径は0.22μm、p
Hは10.6であった。また、計測値Nは330であっ
た。
1. Embodiment 1 FIG. Aerosil # 50 (fumed silica (silicon dioxide) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
Using a planetary kneader (trade name: TK Hibis Dispermix, HDM-3D-20, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), 6 kg of ion-exchanged water with a twist blade in 6 kg of water The mixture was rotated at a rotation speed of 10 rpm and a sub-rotation shaft of 30 rpm, and continuously added over 30 minutes while kneading. After the addition, the kneading operation of rotating the sub-rotation axis of the twist blade at 30 rpm and the sub-rotation axis of the coreless high-speed rotary blade with a diameter of 80 mm at 2,000 rpm for an additional hour at a solid concentration of 50% by weight. The rotating dispersing process was simultaneously performed while rotating the main rotating shaft at 10 rpm, and continued for 60 minutes. Then 2
0.3108k of 0% by weight potassium hydroxide aqueous solution
g, the kneading operation of rotating the sub-rotation axis of the twist blade at 30 rpm, and the dispersing process of rotating the sub-rotation axis of the coreless high-speed rotary blade with a diameter of 80 mm at 2000 rpm, and rotating the main rotation axis at 10 rpm, respectively. The operation to be performed simultaneously was performed for 10 minutes. The obtained slurry was diluted with ion-exchanged water to obtain a 30% by weight aqueous colloid of silicon oxide (aqueous dispersion). This was further processed by a depth cartridge filter having a pore size of 5 μm to remove coarse particles. The obtained silicon dioxide aqueous dispersion has a volume-based average particle diameter of 0.20.
μm, pH was 10.6. The measured value N is 67
It was 0. Here, the average particle diameter is measured on a volume basis, but substantially the same result is obtained on a weight basis. 2. Embodiment 2. FIG. In Example 2, an aqueous colloid was obtained in the same manner as in Example 1, except that the concentration of the solid content at the time of kneading was 40% by weight. The volume-based average particle diameter of the obtained silicon dioxide aqueous dispersion was 0.25 μm, and the pH was 10.5. The measured value N was 530. 3. Embodiment 3 FIG. In Example 1, the point that the solid content concentration at the time of dispersion by kneading was set to 45% by weight, and the aqueous dispersion after dispersion by kneading was used as a high-pressure homogenizer equipped with a unit made of single crystal diamond (trade name)・ Genus P
Example 1 Example 1 was repeated except that the dispersion treatment was further performed using Y model PRO2-15 (manufactured by Hakusui Chemical Industry Co., Ltd.) and the depth cartridge filter treatment with a pore size of 5 μm was performed.
An aqueous colloid was obtained in the same manner as described above. The volume-based average particle diameter of the obtained silicon dioxide aqueous dispersion was 0.23 μm, and the pH was 10.6. The measured value N was 330. 4. Embodiment 4. FIG. An aqueous colloid was obtained in the same manner as in Example 3 except that a 20% by weight aqueous solution of potassium hydroxide was added to ion-exchanged water before Aerosil dispersion. The volume-based average particle diameter of the obtained silicon dioxide aqueous dispersion was 0.23 μm, and the pH was 10.6. The measured value N was 1,000. 5. Embodiment 5 FIG. In Example 1, Aerosil # 50
(9 kg of fumed silica (silicon dioxide) is mixed with a planetary kneader (trade name: TK Hibis Dispermix, H
Using a DM-3D-20, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), in 9 kg of ion-exchanged water, rotate the twist blade with a main rotation shaft of 10 rpm and a sub rotation shaft of 30 rpm, and knead for 60 minutes. An aqueous colloid was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aqueous colloid was continuously added. The volume-based average particle size of the obtained silicon dioxide aqueous dispersion is 0.22 μm, p
H was 10.6. The measured value N was 330.

【0018】6.比較例1.比較例1は、混練り法やフ
ィルター処理法を用いず、高圧法のみによって分散を行
ったものである。ここでいう高圧法とは、単結晶ダイヤ
モンド製ユニットを備えた高圧ホモジナイザー(商品名
・ジーナスPYモデルPRO2−15(白水化学工業株
式会社製)を用いて500kg/cm2 で処理すること
をいう。即ち、10リットルのポリ容器にイオン交換水
8kgを計り取り、アエロジル#50(ヒュームド法シ
リカ(二酸化珪素))2kgを、アクリル樹脂製の棒で
攪拌することによって予備分散を行った。次に、単結晶
ダイヤモンド製ユニットを備えた高圧ホモジナイザー
(商品名・ジーナスPYモデルPRO2−15(白水化
学工業株式会社製)を用いて500kg/cm2 で1回
処理した後、20重量%濃度の水酸化カリウム水溶液を
0.1036kg添加し、更に高圧ホモジナイザーで1
回処理して、二酸化珪素水性分散体を得た。得られた二
酸化珪素水性分散体の体積基準の平均粒子径は0.25
μm、pHは10.6であった。また、計測値Nは44
00であった。 7.比較例2.実施例4に於いて、高圧法を実施しない
こと、及びフィルター処理を実施しないこと以外は、実
施例4と同様に処理することでヒュームド法シリカの水
性分散体の調整を試みた。得られた二酸化珪素水性分散
体の体積基準の平均粒子径は0.21μm、pHは1
0.7であった。また、計測値Nは50000であっ
た。 8.比較例3.実施例5に於いて、フィルター処理を実
施しないこと以外は、実施例5と同様に処理すること
で、ヒュームド法シリカの水性分散体の調整を試みた。
得られた二酸化珪素水性分散体の体積基準の平均粒子径
は0.24μm、pHは10.5であった。また、計測
値Nは2500であった。
6. Comparative Example 1 In Comparative Example 1, dispersion was performed only by the high-pressure method without using the kneading method or the filter treatment method. Here, the high-pressure method refers to treatment at 500 kg / cm 2 using a high-pressure homogenizer (trade name: Genus PY Model PRO2-15 (manufactured by Shirasu Chemical Industry Co., Ltd.)) equipped with a unit made of single crystal diamond. That is, 8 kg of ion-exchanged water was weighed and measured in a 10-liter plastic container, and 2 kg of Aerosil # 50 (fumed silica (silicon dioxide)) was stirred with an acrylic resin rod to perform preliminary dispersion. After treating once at 500 kg / cm 2 using a high-pressure homogenizer (trade name: Genus PY model PRO2-15 (manufactured by Shirasu Chemical Co., Ltd.)) equipped with a unit made of single crystal diamond, potassium hydroxide having a concentration of 20% by weight was used. 0.1036 kg of the aqueous solution was added, and further added with a high-pressure homogenizer.
This was repeated to obtain an aqueous dispersion of silicon dioxide. The obtained silicon dioxide aqueous dispersion has a volume-based average particle diameter of 0.25.
μm, pH was 10.6. The measured value N is 44
00. 7. Comparative Example 2. In Example 4, an aqueous dispersion of fumed silica was prepared by performing the same treatment as in Example 4 except that the high-pressure method was not performed and the filter treatment was not performed. The obtained silicon dioxide aqueous dispersion has a volume-based average particle diameter of 0.21 μm and a pH of 1
0.7. The measured value N was 50,000. 8. Comparative Example 3 In Example 5, an aqueous dispersion of fumed silica was prepared by performing the same treatment as in Example 5 except that the filter treatment was not performed.
The obtained silicon dioxide aqueous dispersion had a volume-based average particle diameter of 0.24 μm and a pH of 10.5. The measured value N was 2500.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の気相法無機粒子の水性分散体
は、長時間保管しておいても増粘してゲル化したり、沈
降物が発生したりすることが無く分散安定性が良好であ
る。
The aqueous dispersion of vapor-phase inorganic particles of the present invention has good dispersion stability without gelling due to thickening even when stored for a long period of time and no sediment is generated. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コールターマルチタイザー▲2▼型の測定原理
を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the measurement principle of a Coulter Multitizer (2) type.

【図2】遊星方式の混練機を示し、(a)は上面図、
(b)は側面図。
FIG. 2 shows a planetary kneader, wherein (a) is a top view,
(B) is a side view.

【図3】(a)は中空円筒形状のデプス型のフィルター
カートリッジを模式的に示す斜視図、(b)はデプス型
フィルターの厚み方向の孔構造と遷移径を説明する模式
図。
3A is a perspective view schematically illustrating a depth-type filter cartridge having a hollow cylindrical shape, and FIG. 3B is a schematic view illustrating a hole structure and a transition diameter in a thickness direction of the depth-type filter.

【図4】(a)は図2のデプス型フィルターを用いて濾
過するシステムの一例を示す構成図、(b)は袋錠のデ
プス型フィルターを模式的に示す斜視図。
4A is a configuration diagram illustrating an example of a system that performs filtration using the depth filter of FIG. 2, and FIG. 4B is a perspective view schematically illustrating a depth filter of a bag tablet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 遊星方式の混練機の混練槽 a 副回転軸 11a 攪拌ブレード11a b 副回転軸 11b 攪拌ブレード c 主回転軸 10 kneading tank of planetary kneader a sub-rotating shaft 11a stirring blade 11a b sub-rotating shaft 11b stirring blade c main rotating shaft

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気相法により合成した無機粒子を水系媒
体中に分散させて成る水性分散体であって、 分散後の無機粒子の平均粒子径が0.05〜0.9μm
の範囲にあり、且つ、生理食塩水中に0.01重量%で
分散させてアパーチャチューブの細孔を通過する1〜3
0μmの粒子を30秒間計数した計数値が2000以下
である水性分散体。但し、計数値の測定機はコールター
株式会社のコールターマルチタイザー▲2▼型であり、
アパーチャチューブの細孔の口径のサイズは50μmで
ある。
An aqueous dispersion obtained by dispersing inorganic particles synthesized by a gas phase method in an aqueous medium, wherein the dispersed inorganic particles have an average particle size of 0.05 to 0.9 μm.
, Which are dispersed in physiological saline at 0.01% by weight and pass through the pores of the aperture tube.
An aqueous dispersion in which a value obtained by counting 0 μm particles for 30 seconds is 2000 or less. However, the measuring machine of the count value is Coulter Co., Ltd. Coulter Multi-Tiser (2) type,
The aperture size of the pores of the aperture tube is 50 μm.
【請求項2】 水性分散体が、攪拌ブレードを副回転軸
により回転させつつ副回転軸を主回転軸により回転させ
る方式の混練機の混練槽内の水系媒体中に気相法無機粒
子を添加して分散させて得られる、請求項1に記載の水
性分散体。
2. An aqueous dispersion, wherein gas-phase inorganic particles are added to an aqueous medium in a kneading tank of a kneader of a system in which a stirring blade is rotated by a sub-rotation shaft while a sub-rotation shaft is rotated by a main rotation shaft. The aqueous dispersion according to claim 1, which is obtained by dispersing the aqueous dispersion.
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