(57)【要約】【課題】  任意の溶解液に簡便にシリカを含有させてシリカ含有液を作製することができる方法を提供する。【解決手段】  任意の溶解液２にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、溶解液２が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、溶解液２に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材３と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材４とを溶解液２に添加することによって、シリカ含有液１を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の溶解液にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、該溶解液が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、該溶解液に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材とを該溶解液に添加することによって、シリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【請求項２】
任意の溶解液にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、該溶解液が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、該溶解液に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材とを該溶解液に添加し、更にこれらを撹拌することによって、シリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載したシリカ含有液の作製方法であって、前記イオン交換材として銅を用いてシリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水や切削液等の任意の溶解液にシリカ（二酸化珪素：ＳｉＯ２）を含有させることによってシリカ含有液を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、以下のような種々のシリカ含有液ないしケイ素含有液が提案されてきたところである。例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン及びモノエタノールアミンよりなる群より選ばれる１又は２以上のエタノールアミン化合物を含有し、ｐＨ８．２〜１１．５であって、酸素と結合したケイ素を二酸化ケイ素換算で少なくとも０．１４ 質量％含有するケイ素含有透明水性液（例えば、特許文献１を参照。）、変性シリコーンを０．０１〜２０質量％含むことを特徴とする水性切削液（例えば、特許文献２を参照。）、少なくともフッ素イオン、炭酸水素イオン、およびケイ素からなる群より選択される１種以上とナトリウムイオンとを含有し、常温において、ｐＨ６．０〜ｐＨ１０であることを特徴とする金属加工用水（例えば、特許文献３を参照。）、植物油、鉱物油、合成油および動物油の一種もしくは二種以上から選ばれる基油４０〜９５重量％と、前記基油に分散させるための平均粒径が１〜５００μｍである層状珪酸塩化合物類の群から選ばれる一種もしくは二種以上の粉末５〜６０重量％とを含有することを特徴とする温熱間塑性加工用油性潤滑剤組成物（例えば、特許文献４を参照。）、そして珪酸カリウム及び分子内に水素原子を有しない縮合リン酸カリウム塩を含有する珪素含有液体肥料（例えば、特許文献５を参照。）等が提案されている。
【０００３】
上記のような種々のシリカ含有液ないしケイ素含有液は、種々の有用な目的のために用いられているが、例えば機械加工に伴う発熱の抑止及び摩擦の軽減あるいは錆の発生等を防止するために使用する切削液として用いられている。このような切削液としてのシリカ含有液ないしケイ素含有液は、砥粒の分散安定性、粘度安定性、冷却性ないし潤滑性に優れており、かつ、腐敗しにくく、機械加工に伴う発熱による発色を防止し、切削加工による切断面も滑らかであるといったように、機械加工の精度を高める効果があることが知られている（例えば、特許文献２、３、及び４を参照。）。
【０００４】
また、上記のような種々のシリカ含有液ないしケイ素含有液は、これを植物の育成に使用する液体肥料として用いると、該植物の有する病虫害抵抗性が高まる効果のあることも知られている（例えば、特許文献５を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７０４９４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１４３６４９号公報
【特許文献３】国際公開第９９／２１９４４号公報
【特許文献４】特開平５−２６３０９３号公報
【特許文献５】特開２０１１−１８４２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、シリカ含有液は、種々の有用な目的のために用いられている。しかしながら、シリカのようなケイ素原子（Ｓｉ）と酸素原子（Ｏ）から構成された骨格を有する物質は、ケイ素原子（Ｓｉ）と酸素原子（Ｏ）の化学結合（シロキサン結合）からなる構成単位が三次元的に巨大であるため、通常であれば各種の溶解液に含有させることは困難である。そこで、各種の溶解液にシリカを含有させるためには、該溶解液の水素イオン濃度をｐＨ１２ないし１３に調節したり、あるいは該溶解液の温度を約８０℃に調節したりしなければならず、シリカを溶解液に含有させるための各種の作業が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、任意の溶解液に簡便にシリカを含有させてシリカ含有液を作製することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、以下の構成を有するものである。以下では、本発明の構成を理解するのを補助するため、本願に添付した図面に表示した番号及び符号をあわせて記載する。
【０００９】
請求項１に係るシリカ含有液の作製方法は、任意の溶解液（２）にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、溶解液（２）が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、溶解液（２）に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材（３）と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加することによって、シリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。
【００１０】
請求項２に係るシリカ含有液の作製方法は、任意の溶解液（２）にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、溶解液（２）が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、溶解液（２）に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材（３）と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加し、更にこれらを撹拌することによって、シリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。
【００１１】
請求項１又は２に記載したシリカ含有液の作製方法であって、イオン交換材（４）として銅を用いてシリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシリカ含有液の作製方法は、上記の通りの構成であるから、以下のような効果を奏することができる。
【００１３】
まず、各種のタンク等の任意の容器内に水道水や切削液等の任意の溶解液（２）を収容する。ここで、溶解液（２）は、上記の通り、電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上である。次に、溶解液（２）にシリカ含有材（３）とイオン交換材（４）とを添加する。そうすると、イオン交換材（４）に係る金属イオンが溶解液（２）へと溶出して、該金属イオンが還元し、該金属イオンはシリカ含有材（３）に含有されるシリカから電子を取得する。その結果、シリカはイオン化して上記のような本来の特性を失って溶解液（２）へと溶出し、シリカ含有液（１）を得ることができるのである。
【００１４】
尚、シリカ含有液（１）を得るためには、溶解液（２）へのシリカ含有材（３）及びイオン交換材（４）の添加は同時に行っても異時に行ってもよく、また異時に行った場合にあってはそれらの添加の順序も特に問題とはならない。
【００１５】
そうすると、請求項１に記載した発明によれば、上記のようにして、任意の溶解液に簡便にシリカを溶け込ませてシリカ含有液を作製することができるため、上記の本発明の解決しようとする課題を解決することができるのである。
【００１６】
また、請求項２に記載した発明は、シリカ含有材（３）とイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加し、更にこれらを撹拌することによって、シリカ含有液（１）を作製するシリカ含有液の作製方法であるところ、上記のような反応を更に促進して、より迅速に溶解液（２）にシリカを含有させることができるため、一層好適である。
【００１７】
そして、請求項３に記載した発明は、イオン交換材（４）として銅を用いてシリカ含有液（１）を作製するシリカ含有液の作製方法であるところ、銅は、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属であるとともに、安価で手軽に入手することができ、かつ、無害な物質であるから、任意の溶解液に簡便にシリカを溶け込ませてシリカ含有液を作製するのには更に好適である。
【００１８】
そして、請求項１ないし３に記載したシリカ含有液の作製方法によって作製したシリカ含有液（１）は、上記のように、各種の有用な目的のために用いることができる。即ち、シリカ含有液（１）を切削液として用いると、砥粒の分散安定性、粘度安定性、冷却性ないし潤滑性に優れており、かつ、腐敗しにくく、機械加工に伴う発熱による発色を防止し、切削加工による切断面も滑らかであるといったように機械加工の精度を高める効果がある。また、シリカ含有液（１）を液体肥料として用いると、該植物の病虫害抵抗性を高めることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリカ含有液の作製方法を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係るシリカ含有液の作製方法について添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
まず、溶解液（２）は、電解質水溶液であり、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、例えば水道水や各種の切削液を使用することができる。その水素イオン濃度がｐＨ７未満である液体を溶解液（２）として用いる場合には、該液体に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を加えて苛性化等することによって、その水素イオン濃度をｐＨ７以上に調節した溶解液（２）を得ることができる。
【００２２】
次に、シリカは自然界ではそれ単体で存在することが稀有であるから、シリカ含有材（３）を溶解液（２）に溶け込ませるためのシリカを抽出するための材料として用いる。シリカ含有材（３）としては、例えばシリカが結晶化した鉱物である石英を成分とするケイ砂等を用いることができる。
【００２３】
また、イオン交換材（４）は、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなる粒状物を使用し、例えば微細な銅粒等を使用することができる。銅粒は安価で手軽に入手することができ、かつ、無害な物質であるから、イオン交換材（４）として用いるのには更に好適である。
【００２４】
そして、図１に図示するように各種のタンク等の任意の容器内に収容した溶解液（２）にシリカ含有材（３）であるケイ砂とイオン交換材（４）である銅粒を添加する。ここで、本願発明の発明者の得た知見によれば、該銅粒に係る銅イオンが溶解液（２）へと溶出して、該銅イオンが還元し、該銅イオンはケイ砂に含有されるシリカから電子を取得する。その結果、シリカはイオン化して前述のような本来の特性を失って溶解液（２）へと溶出し、シリカ含有液（１）を得ることができるのである。
【００２５】
また、シリカ含有材（３）とイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加した後、公知の各種のスターラー等を用いて撹拌することによって、上記の反応を更に促進し、より迅速に溶解液（２）にシリカを含有させることができ、一層好適である。
【００２６】
本願発明の発明者は、上記のようなシリカ含有液の作製方法によって、シリカ含有液（１）を作製できることを実証すべく、以下のような実験を行った。まず、実験の公正を期するために蒸留水１０００ｍｌを使用し、これに水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を加えて苛性化し、その水素イオン濃度をｐＨ１０に調整した溶解液（２）を作製した。次に、溶解液（２）にシリカ含有材（３）として２０ｍｇのケイ砂を用いるとともに、イオン交換材（４）として５ｍｇの微細な銅粒を用いて、これらを溶解液（２）に添加し、市販されているスターラーを用いて３週間連続して撹拌することによってシリカ含有液（１）を得た。
【００２７】
上記のシリカ含有液（１）について、以下の表に記載するように、ＪＩＳＫ０１０１−４４．１に定める工業用水試験方法に基づく測定を行ったところ、４．３ｍｇ／Ｌのイオン状シリカが含まれているとともに、ＪＩＳＫ０１０１−４４．２に定める工業用水試験方法に基づく測定を行ったところ、４．６ｍｇ／Ｌの溶存及びコロイド状シリカが含まれており、ＪＩＳＫ０１０１−４４．３に定める工業用水試験方法に基づく測定を行ったところ、８．４ｍｇ／Ｌの全シリカが含まれているとの結果が得られた。従って、上記のようなシリカ含有液の作製方法で得られたシリカ含有液（１）にはシリカが含有されていることが実証されたところである。
【００２８】
【表１】
2018020940.tif 000003
【００２９】
尚、本願発明の発明者は、上記の実験を行った際に、上記のような方法でシリカ含有液（１）を得るためには、溶解液（２）へのシリカ含有材（３）とイオン交換材（４）の添加は同時に行っても異時に行ってもよく、また異時に行った場合にあってはそれらの添加の順序も特に問題とならないとの知見も得た。
【００３０】
そうすると、上記のようなシリカ含有液の作製方法によれば、簡便に液体にシリカを含有させてシリカ含有液（１）を作製することができるのである。
【００３１】
そして、上記のようなシリカ含有液の作製方法により作製したシリカ含有液（１）は、上記のように、各種の有用な目的のために用いることができる。即ち、シリカ含有液（１）を切削液として用いると、砥粒の分散安定性、粘度安定性、冷却性ないし潤滑性に優れており、かつ、腐敗しにくく、機械加工に伴う発熱による発色を防止し、切削加工による切断面も滑らかであるといったように機械加工の精度を高める効果がある。また、シリカ含有液（１）を液体肥料として用いると、該植物の病虫害抵抗性を高めることができるのである。
【符号の説明】
【００３２】
１  シリカ含有液
２  溶解液
３  シリカ含有材
４  イオン交換材
【図１】
2018020940.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月20日(2017.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の溶解液にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、該溶解液が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、該溶解液に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材とを該溶解液に添加することによって、該イオン交換材に係る金属イオンが該溶解液へと溶出して、該金属イオンが還元し、該金属イオンが該シリカ含有材に含有されるシリカから電子を取得し、その結果該シリカがイオン化して該溶解液へと溶出することで、イオン状シリカ乃至コロイド状シリカを含有するシリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【請求項２】
各種の溶解液にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、該溶解液が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、該溶解液に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材とを該溶解液に添加し、更にこれらを撹拌することによって、該イオン交換材に係る金属イオンが該溶解液へと溶出して、該金属イオンが還元し、該金属イオンが該シリカ含有材に含有されるシリカから電子を取得し、その結果該シリカがイオン化して該溶解液へと溶出することで、イオン状シリカ乃至コロイド状シリカを含有するシリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載したシリカ含有液の作製方法であって、前記イオン交換材として銅を用いてシリカ含有液を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に係るシリカ含有液の作製方法は、各種の溶解液（２）にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、溶解液（２）が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、溶解液（２）に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材（３）と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加することによって、イオン交換材（４）に係る金属イオンが溶解液（２）へと溶出して、該金属イオンが還元し、該金属イオンがシリカ含有材（３）に含有されるシリカから電子を取得し、その結果該シリカがイオン化して溶解液（２）へと溶出することで、 イオン状シリカないしコロイド状シリカを含有するシリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２に係るシリカ含有液の作製方法は、各種の溶解液（２）にシリカを含有させることによってシリカ含有液を作製する方法であって、溶解液（２）が電解質水溶液であるとともに、その水素イオン濃度はｐＨ７以上であって、溶解液（２）に含有させるシリカを抽出するためのシリカ含有材（３）と、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属からなるイオン交換材（４）とを溶解液（２）に添加し、更にこれらを撹拌することによって、イオン交換材（４）に係る金属イオンが溶解液（２）へと溶出して、該金属イオンが還元し、該金属イオンがシリカ含有材（３）に含有されるシリカから電子を取得し、その結果該シリカがイオン化して溶解液（２）へと溶出することで、イオン状シリカないしコロイド状シリカを含有するシリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３に係るシリカ含有液の作製方法は、請求項１又は２に記載したシリカ含有液の作製方法であって、イオン交換材（４）として銅を用いてシリカ含有液（１）を作製することを特徴とするシリカ含有液の作製方法である。