JP2004083330A - 粘土鉱物分散液 - Google Patents
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Abstract
【課題】粘土鉱物を微細、均一に分散し、且つ増粘が大きく抑制され、安定した溶液状態を保持することのできる粘土鉱物分散液を提供する。
【解決手段】粘土鉱物と水を含む粘土鉱物分散液であって、前記粘土鉱物分散液中にアミド基含有化合物を含むことを特徴とする粘土鉱物分散液、詳しくは前記アミド基含有化合物がアクリルアミド類とアセトアミド類から選ばれる少なくとも一種以上であり、前記粘土鉱物に対して質量比0.2〜50倍の前記アミド基含有化合物を含む粘土鉱物分散液。
【選択図】 なし
【解決手段】粘土鉱物と水を含む粘土鉱物分散液であって、前記粘土鉱物分散液中にアミド基含有化合物を含むことを特徴とする粘土鉱物分散液、詳しくは前記アミド基含有化合物がアクリルアミド類とアセトアミド類から選ばれる少なくとも一種以上であり、前記粘土鉱物に対して質量比0.2〜50倍の前記アミド基含有化合物を含む粘土鉱物分散液。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は工業材料として有用な粘土鉱物分散液に関する。
【0002】
【従来の技術】
層状粘土鉱物は、約1ナノメーター厚の珪酸塩層と、アルカリあるいはアルカリ土類イオンとそれに配位した水分子からなる層間が互層した構造をもつ層状珪酸塩である。珪酸塩層は同形置換により陰電荷を有し、層間に陽イオンを有する。珪酸塩層と層間陽イオンの結合が弱い場合、水などに膨潤する性質を有することから、膨潤性層状粘土鉱物と呼ばれる。かかる膨潤性層状粘土鉱物は、凝集(積層)している層間に水が進入し、陽イオンが水和することによって、板状粒子の層間が広がり、やがては陽イオンが解離することで、珪酸塩層が水中で剥離した状態の非常に小さい粒子となる。かかる一次粒子の板面は負に帯電していることから、一次粒子は相互に反発し合って水中に個々に分散し透明な分散液(ゾル)となる。
【0003】
次いで水に分散された一次粒子は、面部が負帯電し、端部は分子構造上わずかに正帯電するため、面部と端部が吸引し合って水中で一次粒子による構造体(カードハウス)を形成するようになり、徐々に増粘しゲルに至る。層状粘土鉱物はこのような増粘、ゲル化する性質を利用して、チクソトロピー性を有する増粘剤、ゲル化剤などとして工業製品や化粧品などに用いられている。
【0004】
一方、層状粘土鉱物を他の材料と混合しようとするときは、均一に粘土鉱物が分散した分散液を安定して調製することが必要不可欠となる。しかし、層状粘土鉱物分散液は1質量%以上の濃度で時間と共に増粘してゲル化することから、安定した粘土鉱物分散液として使用することが困難な場合が多い。増粘及びゲル化は粘土鉱物濃度が高いほど急速である。また、粘土鉱物の濃度を更に増加させた場合は、粘土鉱物の全量が一次粒子に均一に分散する前にゲル化してしまい、結果として、高濃度の粘土鉱物分散液を均一、安定して得ることは困難であった。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、粘土鉱物を微細、均一に分散し、且つ増粘が大きく抑制され、安定した溶液状態を保持することのできる粘土鉱物分散液を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究に取り組んだ結果、粘土鉱物と水の分散液にアミド基含有化合物を含有させることで、均一、且つ、安定した粘土鉱物分散液(ゾル)が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、粘土鉱物と水を含む粘土鉱物分散液であって、前記粘土鉱物分散液中にアミド基含有化合物を含むことを特徴とする粘土鉱物分散液を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる粘土鉱物は、層間が膨潤しやすい膨潤性粘土鉱物である必要があり、好ましくは水に均一分散可能な膨潤性層状鉱物であり、特に好ましくは水中で分子状すなわち単一層もしくはそれに近いレベルで均一分散可能な水膨潤性層状鉱物であり、例えば、水膨潤性スメクタイトや水膨潤性雲母などの膨潤性粘土鉱物が用いられる。さらに、具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが好ましい粘土鉱物として挙げられる。
【0009】
本発明においては、粘土鉱物は水中で微細、かつ均一に分散できるもので、層状鉱物の沈殿を生じるような大きな凝集体が無い状態、より好ましくは1〜10層程度のナノメーターレベルの厚みで分散しているもの、特に好ましくは1〜2層程度の厚みで分散しているものが好ましい。
【0010】
本発明の粘土鉱物分散液の溶媒としては水が用いられる。水としては好ましくは出来るだけイオン類や無機物などの不純物を含まないものが望ましい。但し、本発明における効果を阻害しない限り、目的、用途に応じて水と混和する溶媒や他の第三成分を含むことは差し支えない。
【0011】
本発明で用いるアミド基含有化合物としては、1分子中にアミド基を有し、4級アンモニウムイオンなどのイオン性基を有しないものであり、好ましくは、アクリルアミド類やアセトアミド類が挙げられる。アルキルアクリルアミド類としては、N−アルキルアクリルアミド類、N,N−ジアルキルアクリルアミド類、N−アルキルメタクリルアミド誘導体、N,N−ジアルキルメタクリルアミド誘導体が挙げられる。ここで言うアルキル鎖としては炭素数が1〜8のものが選択される。
【0012】
より具体的には、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−シクロプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−シクロプロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルメチルホモピペラジン、N−アクリロイルメチルピペラジン等が例示される。
【0013】
アセトアミド類としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどが例示される。また上記のアミド基含有化合物に他の有機化合物とをあわせて用いることも、本発明にいう均一、安定な粘土鉱物分散液が形成される限りにおいて可能である。
【0014】
粘土鉱物分散液中の粘土鉱物量は、目的や用途によって変えることが可能で、必ずしも限定されないが、好ましくは0.5〜20質量%であり、より好ましくは1〜10質量%である。粘土鉱物の含有量が20質量%を超えて高い場合には、増粘しやすく、また粘土鉱物が十分に一次粒子レベルに分散できない不均一分散液となる場合が多い。
【0015】
本発明の粘土鉱物分散液は、粘土鉱物分散液中の粘土鉱物に対して質量比で0.2〜50倍のアミド基含有化合物を含む。より好ましいアミド基含有化合物の含有量は、粘土鉱物に対する質量比が0.3〜20である。粘土鉱物分散液中のアミド基含有化合物の量が、粘土鉱物に対して質量比で0.2未満では、アミド基含有化合物の添加効果が十分でなく、また、アミド基含有化合物量が質量比50を超えて多すぎると粘土鉱物が均一に微細分散しにくくなる。
【0016】
本発明の粘土鉱物分散液は、例えば、まず粘土鉱物と水からなる均一分散液を調製し、次いでアミド基含有化合物を加え分散させる方法、または最初にアミド基含有化合物と水からなる水溶液を調製し、次いで粘土鉱物を加えて分散させる方法のいずれも用いられる。均一分散液の調製過程で撹拌したり、加温したり、超音波処理をしたりすることも有効である。また、目的、用途に応じて第三成分を添加することも可能である。
【0017】
【実施例】
次いで本発明を実施例により、より具体的に説明するが、もとより本発明は、以下に示す実施例にのみ限定されるものではない。
【0018】
(実施例1〜4)
粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na+ 0.66の組成を有する水膨潤性合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG、日本シリカ株式会社製)を、溶媒として純水を使用した。ヘクトライト0.99gを純水30gに添加し、強く撹拌して均一分散液を調製した。引き続き、実施例1ではN−イソプロピルアクリルアミド、実施例2ではN,N−ジメチルアクリルアミド、実施例3ではN,N,−ジエチルアクリルアミド、実施例4ではアクリロイルモルフォリンを各々0.9g(粘土鉱物1に対して質量比で0.91)を添加し撹拌した。
【0019】
その結果、粘土鉱物が微細に分散した透明、均一な粘土鉱物分散液(ゾル)が得られた。また20℃で100分保持後の粘度はいずれも3〜7mPa・sであり、アミド基含有化合物を添加しなかったもの(比較例1)と比べて安定したゾルであった。なお、粘度測定は山一電機株式会社製DIGITAL VISCOMATE VM−100Aを使用して行った。
【0020】
更に、実施例1〜4において720分後の粘度測定の結果、粘度の上昇は、用いたアミド基含有化合物の種類によって少しずつ異なり、8mPa・s(実施例1)、35mPa・s(実施例2)、7mPa・s(実施例3)、10mPa・s(実施例4)であったが、いずれの場合も均一透明な粘土鉱物分散液(ゾル)であった。また実施例1〜4を更に長時間の静置して観測した結果、いずれも150時間以上、安定な均一粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0021】
(実施例5と6)
N−イソプロピルアクリルアミドの添加量が実施例5では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、実施例6では0.30g(粘土鉱物1に対して質量比で0.3)であること以外は実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。得られた粘土鉱物分散液はいずれも均一、透明な分散液(ゾル)であり、100分後及び720分後の分散液の粘度は各々、実施例5では3.8mPa・sと4.0mPa・s、実施例6では9mPa・sと100mPa・sであった。なお、実施例5と6は、いずれも150時間以上において安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0022】
(実施例7と8)
N,N−ジメチルアクリルアミドの添加量が実施例7では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、実施例8では9g(粘土鉱物1に対して質量比で9.1)であることを除くと実施例2と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。得られた粘土鉱物分散液はいずれも均一で、透明な分散液(ゾル)であり、150時間後も安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0023】
(実施例9と10)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、ジメチルアセトアミド(DMAc)を実施例9では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、また実施例10では9g(粘土鉱物1に対して質量比で9.1)を用いる以外は実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。その結果、均一、透明な粘土鉱物分散液(ゾル)が得られ、いずれも150時間後において安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0024】
(比較例1〜3)
実施例1で用いた粘土鉱物量を、水1に対して質量比で0.033(比較例1)、0.046(比較例2)、0.08(比較例3)含む粘土鉱物分散液を、それぞれ強く水を撹拌しながら、ゆっくりと添加することで、粘土鉱物分散液を調製した。しかし、比較例1と2では調製中に増粘が始まり、粘度が急速に増加した。60分後の粘度測定結果は100mPa・s(比較例1)と200mPa・s(比較例2)であり、最終的に粘土鉱物均一分散ゲルが得られた。一方、比較例3では、粘土鉱物の均一分散が達成される前、つまり粘土鉱物が分子レベルで微細に分散してしまう前に系が増粘、ゲル化し、最終的に粘土鉱物凝集物を含む不均一且つゲル化したものしか得られなかった。
【0025】
(比較例4と5)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりにヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91(比較例4)、またはヒドロキシエチルアクリレート(HEA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91(比較例5)用いる以外は、実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。
その結果、調製途中より系は急速に増粘し、粘土鉱物の均一分散は達成されたが、系はゲル化してしまった。100分後の粘度測定結果は220mPa・s(比較例4)、350mPa・s(比較例5)で、粘度増加は比較例1より大きかった。
【0026】
(比較例6)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりにジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン(DODMA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、DODMAと粘土鉱物が層間化合物を形成し、水中で沈殿物となり、均一な粘土鉱物分散液は得られなかった。
【0027】
(比較例7〜10)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、メタノールを粘土鉱物1に対して質量比で9.1(比較例7)、またはエタノールを粘土鉱物1に対して質量比で0.5(比較例8)、1.0(比較例9)、9.1(比較例10)用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、いずれも粘土鉱物の均一分散液は一度、得られたが、約1〜24時間以内にゲル化してしまい、安定性に欠けるものであった。
【0028】
(比較例11)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、メチルエチルケトンを粘土鉱物1に対して質量比で9.1用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、調製初期には曇ガラス状の不透明な溶液が得られた。透明性は時間経過と共に、徐々に透明になっていったが、それと共に粘度が上昇し、48時間以内にゲル化した。
【0029】
【発明の効果】
本発明は工業材料として有用な、均一分散性と分散安定性に優れた粘土鉱物分散液を提供できる。本発明の粘土鉱物分散液は、粘土鉱物の濃度が従来の粘土鉱物分散液に比べて高い場合であっても、粘土鉱物が微細、均一に分散し、且つ分散液の増粘およびゲル化が抑制されて保存安定性に優れる。
【発明の属する技術分野】
本発明は工業材料として有用な粘土鉱物分散液に関する。
【0002】
【従来の技術】
層状粘土鉱物は、約1ナノメーター厚の珪酸塩層と、アルカリあるいはアルカリ土類イオンとそれに配位した水分子からなる層間が互層した構造をもつ層状珪酸塩である。珪酸塩層は同形置換により陰電荷を有し、層間に陽イオンを有する。珪酸塩層と層間陽イオンの結合が弱い場合、水などに膨潤する性質を有することから、膨潤性層状粘土鉱物と呼ばれる。かかる膨潤性層状粘土鉱物は、凝集(積層)している層間に水が進入し、陽イオンが水和することによって、板状粒子の層間が広がり、やがては陽イオンが解離することで、珪酸塩層が水中で剥離した状態の非常に小さい粒子となる。かかる一次粒子の板面は負に帯電していることから、一次粒子は相互に反発し合って水中に個々に分散し透明な分散液(ゾル)となる。
【0003】
次いで水に分散された一次粒子は、面部が負帯電し、端部は分子構造上わずかに正帯電するため、面部と端部が吸引し合って水中で一次粒子による構造体(カードハウス)を形成するようになり、徐々に増粘しゲルに至る。層状粘土鉱物はこのような増粘、ゲル化する性質を利用して、チクソトロピー性を有する増粘剤、ゲル化剤などとして工業製品や化粧品などに用いられている。
【0004】
一方、層状粘土鉱物を他の材料と混合しようとするときは、均一に粘土鉱物が分散した分散液を安定して調製することが必要不可欠となる。しかし、層状粘土鉱物分散液は1質量%以上の濃度で時間と共に増粘してゲル化することから、安定した粘土鉱物分散液として使用することが困難な場合が多い。増粘及びゲル化は粘土鉱物濃度が高いほど急速である。また、粘土鉱物の濃度を更に増加させた場合は、粘土鉱物の全量が一次粒子に均一に分散する前にゲル化してしまい、結果として、高濃度の粘土鉱物分散液を均一、安定して得ることは困難であった。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、粘土鉱物を微細、均一に分散し、且つ増粘が大きく抑制され、安定した溶液状態を保持することのできる粘土鉱物分散液を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究に取り組んだ結果、粘土鉱物と水の分散液にアミド基含有化合物を含有させることで、均一、且つ、安定した粘土鉱物分散液(ゾル)が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、粘土鉱物と水を含む粘土鉱物分散液であって、前記粘土鉱物分散液中にアミド基含有化合物を含むことを特徴とする粘土鉱物分散液を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる粘土鉱物は、層間が膨潤しやすい膨潤性粘土鉱物である必要があり、好ましくは水に均一分散可能な膨潤性層状鉱物であり、特に好ましくは水中で分子状すなわち単一層もしくはそれに近いレベルで均一分散可能な水膨潤性層状鉱物であり、例えば、水膨潤性スメクタイトや水膨潤性雲母などの膨潤性粘土鉱物が用いられる。さらに、具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが好ましい粘土鉱物として挙げられる。
【0009】
本発明においては、粘土鉱物は水中で微細、かつ均一に分散できるもので、層状鉱物の沈殿を生じるような大きな凝集体が無い状態、より好ましくは1〜10層程度のナノメーターレベルの厚みで分散しているもの、特に好ましくは1〜2層程度の厚みで分散しているものが好ましい。
【0010】
本発明の粘土鉱物分散液の溶媒としては水が用いられる。水としては好ましくは出来るだけイオン類や無機物などの不純物を含まないものが望ましい。但し、本発明における効果を阻害しない限り、目的、用途に応じて水と混和する溶媒や他の第三成分を含むことは差し支えない。
【0011】
本発明で用いるアミド基含有化合物としては、1分子中にアミド基を有し、4級アンモニウムイオンなどのイオン性基を有しないものであり、好ましくは、アクリルアミド類やアセトアミド類が挙げられる。アルキルアクリルアミド類としては、N−アルキルアクリルアミド類、N,N−ジアルキルアクリルアミド類、N−アルキルメタクリルアミド誘導体、N,N−ジアルキルメタクリルアミド誘導体が挙げられる。ここで言うアルキル鎖としては炭素数が1〜8のものが選択される。
【0012】
より具体的には、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−シクロプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−シクロプロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルメチルホモピペラジン、N−アクリロイルメチルピペラジン等が例示される。
【0013】
アセトアミド類としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどが例示される。また上記のアミド基含有化合物に他の有機化合物とをあわせて用いることも、本発明にいう均一、安定な粘土鉱物分散液が形成される限りにおいて可能である。
【0014】
粘土鉱物分散液中の粘土鉱物量は、目的や用途によって変えることが可能で、必ずしも限定されないが、好ましくは0.5〜20質量%であり、より好ましくは1〜10質量%である。粘土鉱物の含有量が20質量%を超えて高い場合には、増粘しやすく、また粘土鉱物が十分に一次粒子レベルに分散できない不均一分散液となる場合が多い。
【0015】
本発明の粘土鉱物分散液は、粘土鉱物分散液中の粘土鉱物に対して質量比で0.2〜50倍のアミド基含有化合物を含む。より好ましいアミド基含有化合物の含有量は、粘土鉱物に対する質量比が0.3〜20である。粘土鉱物分散液中のアミド基含有化合物の量が、粘土鉱物に対して質量比で0.2未満では、アミド基含有化合物の添加効果が十分でなく、また、アミド基含有化合物量が質量比50を超えて多すぎると粘土鉱物が均一に微細分散しにくくなる。
【0016】
本発明の粘土鉱物分散液は、例えば、まず粘土鉱物と水からなる均一分散液を調製し、次いでアミド基含有化合物を加え分散させる方法、または最初にアミド基含有化合物と水からなる水溶液を調製し、次いで粘土鉱物を加えて分散させる方法のいずれも用いられる。均一分散液の調製過程で撹拌したり、加温したり、超音波処理をしたりすることも有効である。また、目的、用途に応じて第三成分を添加することも可能である。
【0017】
【実施例】
次いで本発明を実施例により、より具体的に説明するが、もとより本発明は、以下に示す実施例にのみ限定されるものではない。
【0018】
(実施例1〜4)
粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na+ 0.66の組成を有する水膨潤性合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG、日本シリカ株式会社製)を、溶媒として純水を使用した。ヘクトライト0.99gを純水30gに添加し、強く撹拌して均一分散液を調製した。引き続き、実施例1ではN−イソプロピルアクリルアミド、実施例2ではN,N−ジメチルアクリルアミド、実施例3ではN,N,−ジエチルアクリルアミド、実施例4ではアクリロイルモルフォリンを各々0.9g(粘土鉱物1に対して質量比で0.91)を添加し撹拌した。
【0019】
その結果、粘土鉱物が微細に分散した透明、均一な粘土鉱物分散液(ゾル)が得られた。また20℃で100分保持後の粘度はいずれも3〜7mPa・sであり、アミド基含有化合物を添加しなかったもの(比較例1)と比べて安定したゾルであった。なお、粘度測定は山一電機株式会社製DIGITAL VISCOMATE VM−100Aを使用して行った。
【0020】
更に、実施例1〜4において720分後の粘度測定の結果、粘度の上昇は、用いたアミド基含有化合物の種類によって少しずつ異なり、8mPa・s(実施例1)、35mPa・s(実施例2)、7mPa・s(実施例3)、10mPa・s(実施例4)であったが、いずれの場合も均一透明な粘土鉱物分散液(ゾル)であった。また実施例1〜4を更に長時間の静置して観測した結果、いずれも150時間以上、安定な均一粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0021】
(実施例5と6)
N−イソプロピルアクリルアミドの添加量が実施例5では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、実施例6では0.30g(粘土鉱物1に対して質量比で0.3)であること以外は実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。得られた粘土鉱物分散液はいずれも均一、透明な分散液(ゾル)であり、100分後及び720分後の分散液の粘度は各々、実施例5では3.8mPa・sと4.0mPa・s、実施例6では9mPa・sと100mPa・sであった。なお、実施例5と6は、いずれも150時間以上において安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0022】
(実施例7と8)
N,N−ジメチルアクリルアミドの添加量が実施例7では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、実施例8では9g(粘土鉱物1に対して質量比で9.1)であることを除くと実施例2と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。得られた粘土鉱物分散液はいずれも均一で、透明な分散液(ゾル)であり、150時間後も安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0023】
(実施例9と10)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、ジメチルアセトアミド(DMAc)を実施例9では3g(粘土鉱物1に対して質量比で3)、また実施例10では9g(粘土鉱物1に対して質量比で9.1)を用いる以外は実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。その結果、均一、透明な粘土鉱物分散液(ゾル)が得られ、いずれも150時間後において安定した粘土鉱物分散液(ゾル)であった。
【0024】
(比較例1〜3)
実施例1で用いた粘土鉱物量を、水1に対して質量比で0.033(比較例1)、0.046(比較例2)、0.08(比較例3)含む粘土鉱物分散液を、それぞれ強く水を撹拌しながら、ゆっくりと添加することで、粘土鉱物分散液を調製した。しかし、比較例1と2では調製中に増粘が始まり、粘度が急速に増加した。60分後の粘度測定結果は100mPa・s(比較例1)と200mPa・s(比較例2)であり、最終的に粘土鉱物均一分散ゲルが得られた。一方、比較例3では、粘土鉱物の均一分散が達成される前、つまり粘土鉱物が分子レベルで微細に分散してしまう前に系が増粘、ゲル化し、最終的に粘土鉱物凝集物を含む不均一且つゲル化したものしか得られなかった。
【0025】
(比較例4と5)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりにヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91(比較例4)、またはヒドロキシエチルアクリレート(HEA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91(比較例5)用いる以外は、実施例1と同様にして、粘土鉱物分散液を調製した。
その結果、調製途中より系は急速に増粘し、粘土鉱物の均一分散は達成されたが、系はゲル化してしまった。100分後の粘度測定結果は220mPa・s(比較例4)、350mPa・s(比較例5)で、粘度増加は比較例1より大きかった。
【0026】
(比較例6)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりにジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン(DODMA)を粘土鉱物1に対して質量比で0.91用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、DODMAと粘土鉱物が層間化合物を形成し、水中で沈殿物となり、均一な粘土鉱物分散液は得られなかった。
【0027】
(比較例7〜10)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、メタノールを粘土鉱物1に対して質量比で9.1(比較例7)、またはエタノールを粘土鉱物1に対して質量比で0.5(比較例8)、1.0(比較例9)、9.1(比較例10)用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、いずれも粘土鉱物の均一分散液は一度、得られたが、約1〜24時間以内にゲル化してしまい、安定性に欠けるものであった。
【0028】
(比較例11)
N−イソプロピルアクリルアミドの代わりに、メチルエチルケトンを粘土鉱物1に対して質量比で9.1用いる以外は、実施例1と同様にして粘土鉱物分散液を調製した。その結果、調製初期には曇ガラス状の不透明な溶液が得られた。透明性は時間経過と共に、徐々に透明になっていったが、それと共に粘度が上昇し、48時間以内にゲル化した。
【0029】
【発明の効果】
本発明は工業材料として有用な、均一分散性と分散安定性に優れた粘土鉱物分散液を提供できる。本発明の粘土鉱物分散液は、粘土鉱物の濃度が従来の粘土鉱物分散液に比べて高い場合であっても、粘土鉱物が微細、均一に分散し、且つ分散液の増粘およびゲル化が抑制されて保存安定性に優れる。
Claims (3)
- 粘土鉱物と水を含む粘土鉱物分散液であって、前記粘土鉱物分散液中にアミド基含有化合物を含むことを特徴とする粘土鉱物分散液。
- 前記粘土鉱物に対して質量比0.2〜50倍の前記アミド基含有化合物を含む請求項1に記載の粘土鉱物分散液。
- 前記アミド基含有化合物がアクリルアミド類とアセトアミド類から選ばれる少なくとも一種以上である請求項1に記載の粘土鉱物分散液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002246033A JP2004083330A (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 粘土鉱物分散液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002246033A JP2004083330A (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 粘土鉱物分散液 |
Publications (1)
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ID=32054010
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004083330A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2007049346A1 (ja) * | 2005-10-26 | 2009-04-30 | 藤原 三洲男 | 内装用素材並びにそのコーティング方法及びコーティング材 |
-
2002
- 2002-08-27 JP JP2002246033A patent/JP2004083330A/ja active Pending
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