JP2018529623A - 合成無機化合物その化合物を含む組成物およびその化合物の製造方法 - Google Patents

合成無機化合物その化合物を含む組成物およびその化合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、式Ａｔ（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４ＭｚＯ１０（ＯＨ）２を有する合成雲母と称される無機化合物に関し、Ａは少なくとも１種の一価の金属元素の層間カチオンを表し、Ａは式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）Ｋｗ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、それぞれのｗ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そしてｗ（ｉ）の合計は１であり、ｔは［０．３；１］の範囲の実数であり、ｘは［０；１］の範囲の実数であり、Ｍは式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒを有する少なくとも１種の二価の金属を表し、式（Ａ）と同様に、それぞれのｙ（ｉ）は［０；１］の範囲の実数を表し、そしてｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数である。また、本発明は、そのような化合物を含む組成物およびそのような化合物の調製方法に関する。

Description

本発明は、合成無機化合物、合成雲母と称されるもの、および少なくとも１種のそのような合成無機化合物を含む組成物に関する。
また、本発明は、そのような合成無機化合物を調製するための方法に関する。
多くの無機物、例えばホウ酸塩またはケイ酸塩が、種々の工業分野において用いられている。フィロケイ酸塩は、例えば、多くの産業部門、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、化粧品、塗料またはワニスにおいて、粒子の形態で用いられている。フィロケイ酸塩、例えば雲母は、特に不活性充填剤（特には、それらの化学的安定性およびそれらの断熱特性のために）、または機能性充填剤（例えば、特定の材料の機械的性質を高めるために）として、組成物中に混合することによって用いられる。雲母は、例えば、ポリマー樹脂中に、特にはシートまたは帯状のひもの形態で、高電圧モータおよび交流発電機の銅製棒の電気および熱絶縁材として、高い安全性の要求を備えた装置（例えば、トンネル、船舶、空港、病院など）に設備されることが意図された電気ケーブルにおいて、加熱板または器具（例えば、ヘアドライヤー、マイクロ波加熱炉、トースタなど）のための保護材に、あるいは、自動車用シールあるいはいずれかの種類の絶縁部品に、用いられている。また、雲母は、粉末の形態で（他の材料中に混合されないで）、そして特にはフレークの形態で、それらの耐火性、それらの化学的な不活性、およびそれらの遮音性のために用いられることができる。
本明細書をとおして、用語「非膨張」は、その回折線（００１）がエチレングリコールまたはグリコールとの接触を含む処理によって影響されない、すなわち、回折線（００１）（Ｘ線）に対応する原子間距離が、フィロケイ酸塩をエチレングリコールまたはグリコールと接触させた後に増加しない、いずれかのフィロケイ酸塩もしくは無機粒子を表すために用いられている。
雲母は、フィロケイ酸塩の分類に属している。フィロケイ酸塩は、結晶構造の元素層の規則的な積層によって構成されており、その数は、数単位から数千単位まで変化する。フィロケイ酸塩（層状ケイ酸塩）の間で、特にタルク、雲母およびモンモリロナイトを含む群は、それぞれの元素層が、八面体の層の各々の面に位置する２つの四面体の層の結合で構成されていることで特徴付けられる。２：１フィロケイ酸塩の八面体層が、Ｏ２−およびＯＨ−イオンの２つの面（２／１のＯ２−／ＯＨ−のモル比で）で形成されている。この中間層のいずれかの面に、四面体の２次元の網目構造があり、それらの頂点の１つは、八面体層の酸素によって占有されており、一方で、他の３つは、実質的に同じ平面にある酸素によって占有されている。
この群は、２：１フィロケイ酸塩に相当する。それらの構造に鑑みて、２：１フィロケイ酸塩はまた、Ｔ．Ｏ．Ｔ．（四面体−八面体−四面体）とも表される。雲母は、特には、元素層の間に位置する、空間、いわゆる層間空間中の層間カチオンの存在によって特徴付けられる。スメクタイトとは異なり、雲母は、非膨張性と言われており、そして相関空間中の水分子の不在によって特徴付けられ、水分子は、特に無機物の膨張性を導く。
Riederらの「Nomenclature of Micas」（The Canadian Mineralogist、1998年、第36巻、p.41-48）の表題の科学出版物で規定されているように、雲母の単純化された式は、
Figure 2018529623
 であり、式中、Ｉは、層間カチオン（通常は例えば、Ｋ、ＮａまたはＣａ）を表し、Ｍは通常はＬｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＡｌまたはＴｉから選択され、□は空位を表し、Ｔは通常はＡｌ、Ｆｅ（三価）またはＳｉから選択され、一方Ａは通常は特にＦおよびＯＨから選択される。
従って、雲母は、四面体サイト（Riederらの一般式中のＴ）中にケイ素、アルミニウムまたは鉄を、そして八面体サイト（Riederらの一般式中のＭ）中にリチウム、鉄、マグネシウム、アルミニウムまたはチタンを含む多くの化学元素を通常含んでいる。
また、雲母は、９．８０Å〜１０．３０Åの範囲の距離に位置する、面（００１）に特有な、Ｘ線回折線によって特徴付けられる。
一方で、天然由来の雲母は、多くの化学元素を、種々の比率で含んでおり、そしてその性質は制御することはできない。しかしながら、多くの用途では、雲母中に存在する化学元素の性質、特には八面体サイトおよび四面体サイト中に存在する元素の化学的性質、を制御できることは有用である可能性がある。
また、Choi Jらの科学出版物「Hydrothermal synthesis of Mn-Mica」（Applied Clay Science、2009年、第46巻、p.69-72）から、特にマンガンおよびアルミニウムを含む合成雲母が知られている。しかしながら、この出版物に従って得られる化合物は、少なくともアルミニウム、マンガンおよびケイ素を含む特別な化学式の雲母に限定される。
また、スメクタイトの群に属する、ヘクトライトを調製する方法が知られている。
「The clay science society of Japan NIII- Electronic Library Service」（１９８７年１２月３１、XP055284543、インターネット：http://www.ci.nii.ac.jp/els/110003709495.pdf ?.から引用）の表題の科学出版物には、塩化マグネシウム、ケイ酸ナトリウムおよび硝酸を含む溶液から、次いで水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムを加え、次いで１２５℃〜３００℃の範囲で１〜２４時間水熱処理する、ヘクトライトの合成方法が記載されている。
W. T. Granquistらの科学出版物「A study of the synthesis of hectorite」（１９５９年１２月３１、XP055284386、インターネット：http://www.clays.org/journal/archive/volume 8/8-1-150.pdfから引用）には、塩化マグネシウムおよび四塩化ケイ素から調製されたシリカゲルの溶液からのヘクトライトの合成方法が記載されている。また、この出版物には、塩化マグネシウムを、ケイ酸カリウム溶液に沸騰させながら加える方法に言及されている。
米国特許第3666407号明細書には、炭酸リチウムおよびタルクを焼成し、そして１８５℃の水準の温度での水熱処理の前にケイ酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムと混合することによる、ヘクトライトの合成方法が開示されている。
国際公開第2014/164632号には、亜鉛を含むヘクトライトの合成方法が開示されており、ここではケイ素源は、特には、シリカ、コロイド状シリカ、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、カオリンおよびタルクから選択することができる。また、国際公開第2014/164632号には、水熱処理が１２５℃〜２５０℃の範囲で行われることが示されている。
しかしながら、これらの方法のいずれも、雲母の群に属する化合物を調製することを可能にしてはいない。
これに関連して、本発明は、新規な化合物であって、天然雲母と同様だが、しかしながらそれを構成する化学元素の性質が制御されている新規な化合物を提供することを目的としている。
本発明は、特に、低コストで合成的に得ることができる新規な化合物を提供することを目的としている。
また、本発明は、雲母の一般式に相当するが、しかしながら特定の化学元素、例えばアルミニウム（Ａｌ）またはフッ素（Ｆ）を有していない新規な化合物を提供することを目的としている。
また、本発明は、高純度を有する、雲母の一般式に相当する新規な化合物を提供することを目的としている。
また、本発明は、雲母の一般式に相当し、そして天然雲母の構造的特徴に非常に近い構造的特徴を有し、特にＸ線回折による、９．８０Å〜１０．７０Åの範囲の距離に位置する面（００１）を有する、新規な化合物を提供することを目的としている。
また、本発明は、雲母の一般式に相当し、ナノメートルサイズの粒子の形態であることができる、新規な化合物を提供することを目的としている。
また、本発明は、そのような化合物の調製方法であって、その実施が単純で、そして迅速であり、そして工業的規模の生産の制約に耐えられる方法を提供することを目的としている。
本発明の目的は、層状構造、微細粒子径および低分散（dispersion）、ならびに天然鉱物、特には天然フィロケイ酸塩および天然雲母、の結晶構造に近い結晶構造を有する、高純度の合成無機粒子の調製方法を提供することである。
また、本発明は、特に、天然雲母の代わりに、種々の用途に用いることができる合成化合物を調製する方法を提供することを目的とする。
そのために、本発明は、下記の式に相当する、合成雲母として知られている、合成無機化合物に関する。
Figure 2018529623
 式中、
Ａは、金属元素の少なくとも１種の一価の層間カチオン（Ａ＋）を表し、Ａは、式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）ＫＷ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、Ｌｉはリチウムを表し、Ｎａはナトリウムを表し、Ｋはカリウムを表し、Ｒｂはルビジウムを表し、Ｃｓはセシウムを表し、そしてそれぞれのｗ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｔは、［０．３；１］の範囲の実数であり、
Ｓｉはケイ素を表し、
Ｇｅはゲルマニウムを表し、
ｘは［０；１］の範囲の実数であり、
Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属を表し、Ｍｇはマグネシウムを表し、Ｃｏはコバルトを表し、Ｚｎは亜鉛を表し、Ｃｕは銅を表し、Ｍｎはマンガンを表し、Ｆｅは鉄を表し、Ｎｉはニッケルを表し、そしてＣｒはクロムを表し、それぞれのｙ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数であり、
ｔ＋２ｚは［５．３；６．０］の範囲の実数であり、
Ｏは酸素を表し、そして、
Ｈは水素を表す。
実際に、本発明者らは、驚くべきことに、式（Ｉ）に従う化合物を合成することが可能であり、そしてそれは、従って、雲母の一般式に、アルミニウムの存在を必要とせずに、合致することを見出した。実際に、本発明による化合物は、四面体サイト中に電荷欠陥を有せず、その中にはケイ素および／またはゲルマニウム原子が位置していると考えられる。極めて驚くべきことには、そのような化合物は、八面体由来の電荷欠陥で得ることができる（八面体サイトはＭによって占有されている）。
本発明による化合物は、フィロケイ酸塩の群に属している。特に、本発明による化合物は、雲母族の結晶構造に合致する結晶構造を有している。実際に、本発明による化合物は、天然雲母の結晶特性に非常に近い結晶特性を有している。有利には、本発明による化合物は、Ｘ線回折中において、９．７０Å〜１０．７０Åの範囲、そして特には９・７０Å〜１０．３０Åの範囲の距離に位置する面（００１）に特徴的な少なくとも１つの回折線を有している。特に、そして有利には、本発明による化合物は、Ｘ線回折において、９．８０Å〜１０．３０Åの範囲の距離に位置する面（００１）に特徴付けられる少なくとも１つの回折線を有している。この回折線は、本発明による化合物を、５００℃〜６００℃の範囲の温度で加熱（例えば１〜６時間）した後に保持される。そのような回折線は、雲母の特徴であり、そして加熱（または無水の熱処理）の後のその保持は、本発明による化合物が、天然雲母の物理的および構造的性質に非常に類似した物理的および構造的性質を有していることを示している。
他方で、有利には、そして本発明によって、前記の化合物は、エチレングリコールまたはグリコールの存在下で膨張しない。本発明による化合物は、従って、雲母と同様に、そしてスメクタイトとは異なり、非膨張性である。
また、雲母は、高い熱安定性によっても特徴付けられる。本発明による化合物もまた、特に６５０℃までの、高い熱安定性を（特に、熱重量分析（ＴＧＡ）によって、熱示差分析（ＴＤＡ）によって、または示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって立証できるように、層間水の流出なしに）有している。特に、そして有利には、本発明による化合物は、５００℃まで熱的に安定である（特に、空気中で）。特に、本発明による化合物の層構造は、７００℃まで、そして特には６００℃まで維持される。
本発明による化合物のそれらの特徴および性質の全て、すなわち９．７０Å〜１０．３０Åの範囲の距離に位置する面（００１）に特徴的な回折線の、特には加熱の後に保持される、存在、それらが、特にエチレングリコールまたはグリコール中で、膨張しないこと、ならびにこれらの化合物の熱的安定性は、それらが、雲母族の物理的および構造的性質に相応する物理的および構造的性質を有していることを示している。
本発明による化合物の有利な変形では、ｔは、［０．８；１］の範囲の実数であり、ｚは［２．５；２．６］の範囲の実数である。
更に、本発明による化合物の有利な変形では、式（Ｉ）は、ｔ＋２ｚ＝６となるものである。
一方で、式（Ｉ）によれば、本発明による化合物は、四面体サイトに、ケイ素原子またはゲルマニウム原子を、または、同時に、ケイ素原子およびゲルマニウム原子を、（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）においてｘが０から１に変化するように、可変の比率で含むことができる。ｘが１に等しい場合には、本発明による化合物は、Ｇｅを含まない。
式（Ｉ）に基づいて、本発明による化合物は、八面体サイトに式Ｍの二価の金属を含むことができる。従って、Ｍは、マグナシウム、コバルト、亜鉛、銅、マンガン、鉄、ニッケルおよびクロムからなる群から選択されることができる。本発明による化合物の特に有利な変形では、Ｍは、専らマグネシウムである（Ｍ＝Ｍｇ）。この場合には、本発明による化合物は下記の式（ＩＩ）を有している。
Figure 2018529623
有利には、本発明による式（ＩＩ）の化合物の粒子は、色が白色である。Ｍ金属としてマグネシウム以外の少なくとも１種の他の金属を含む本発明による化合物の粒子は、他の色を有することができる（桃色、緑色、茶色、ベージュなど）。
本発明による化合物の他の有利な変形では、Ｍはマグネシウムおよび少なくとも１種の他の金属、例えばＭｎもしくはＮｉを含んでいる。
特には、本発明による化合物の他の態様では、ｙ（３）は１とは異なる。より詳細には、本発明による変形では、前記化合物は亜鉛を含まず、そしてｙ（３）は０に等しい。
特には、本発明による化合物の他の態様では、ｙ（６）は１とは異なる。より詳細には、本発明による化合物の他の態様では、前記化合物は、鉄を含まず、そしてｙ（６）は０に等しい。実際に、幾つかの用途では、鉄を含まないか、または鉄の含有量が限定されている化合物を有することが有利である可能性がある。
有利には、そして本発明により、式（Ｉ）において、Ａは、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）およびセシウム（Ｃｓ）（従って、それぞれ、ｗ（１）＝１、ｗ（２）＝１、ｗ（３）＝１、ｗ（４）＝１またはｗ（５）＝１）からなる群から選択される少なくとも１種の化学元素を表す。
本発明による化合物の式（Ｉ）では、Ａは、その化合物の層間空間（層の間）に配置された金属カチオンを表し、それぞれの層は、四面体層、八面体層および第２の四面体層の配列を含んでいる（すなわち、ＴＯＴ型の構造、Ｔは四面体層を表し、そしてＯは八面体層を表す）。従って、有利には、本発明による化合物は、互いに重ね合わさり、そして層間空間と称される、少なくとも１つの空間によって互いに分離されている層で形成された一体構造によって構成されており、それぞれのカチオンＡが、この層間空間中に配置されている。
特には、有利には、そして本発明によれば、Ａは交換可能でない層間カチオンであり、すなわち、それは、合成雲母の構造と、安定して、そして恒久的に結合されている。このことは、特には、Ａは、その化合物が、例えば、水中に懸濁された場合に、その化合物と結合されたままであることを意味している。
本発明による化合物の特に有利な変形によれば、式（Ｉ）において、Ａは、カリウムを表す。この場合には、この化合物は下記の式（ＩＩＩ）を有している。
Figure 2018529623
式（Ｉ）に基づいて、本発明による化合物は、Ａの化学量論比に関連して、０．３０〜１（包括的な値）の範囲、そして特には０．８０〜１（包括的な値）の範囲の化学量論係数ｔを有しており、そして化学量論係数ｔは、その化学量論係数がｚである金属Ｍの化学量論比に関連する。本発明による化合物の有利な変形では、前記化合物は、ｔ＝１およびｚ＝２．５であり、そして下記の式（ＩＶ）を有するものである。
Figure 2018529623
上記の式（ＩＶ）において、Ａがカリウムであり、ゲルマニウムはケイ素を全く置き換えず、そしてＭがマグネシウムである場合には、本発明による化合物は下記の式（Ｖ）を有している。
Figure 2018529623
本発明による化合物の他の有利な変形では、前記化合物は、ｔ＝０．８そしてｚ＝２．６、そして下記の式（ＶＩ）を有するものである。
Figure 2018529623
上記の式（ＶＩ）において、Ａがカルシウムであり、ゲルマニウムがケイ素を全く置き換えておらず、そしてＭがマグネシウムである場合には、本発明によるこの化合物は、下記の式（ＶＩＩ）を有している。
Figure 2018529623
また、本発明は、本発明による少なくとも１種の化合物を含む組成物に関する。
また、本発明は、下記の式（Ｉ）に相当する、合成雲母と称される、少なくとも１種の合成無機化合物を含む組成物に関する。
Figure 2018529623
 式中、
Ａは、金属元素の少なくとも１つの一価のカチオン（Ａ＋）を表し、Ａは、式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）ＫＷ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、Ｌｉはリチウムを表し、Ｎａはナトリウムを表し、Ｋはカリウムを表し、Ｒｂはルビジウムを表し、Ｃｓはセシウムを表し、そしてそれぞれのｗ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｔは、［０．３；１］の範囲の実数であり、
Ｓｉはケイ素を意味し、
Ｇｅはゲルマニウムを表し、
ｘは［０；１］の範囲の実数であり、
Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属を表し、Ｍｇはマグネシウムを表し、Ｃｏはコバルトを表し、Ｚｎは亜鉛を表し、Ｃｕは銅を表し、Ｍｎはマンガンを表し、Ｆｅは鉄を表し、Ｎｉはニッケルを表し、そしてＣｒはクロムを表し、それぞれのｙ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数であり、
ｔ＋２ｚは［５．３；６．０］の範囲の実数であり、
Ｏは酸素を表し、そして
Ｈは水素を表す。
有利には、本発明による化合物および組成物は、鉄、亜鉛およびマンガンから選択された少なくとも１種の元素を含まない。特に、そして有利には、本発明による組成物は、鉄を含まない。
一方で、本発明による化合物はアルミニウムおよびフッ素含まないことに注意しなければならない。特に、そして有利には、本発明による組成物はまた、アルミニウムおよびフッ素から選択される少なくとも１種の元素を含まない。そのような組成物は、特定の用途、例えば、化粧品用途（特には、アルミニウムに関して）において特に有利である可能性がある。
特に、そして有利には、本発明による組成物は、アルミニウムを含まない。
特に、そして有利には、本発明による組成物は、フッ素を含まない。
有利には、本発明による組成物は、特に、それが本発明による、そして式（Ｉ）に相当する合成雲母粒子であって、Ｍがマグネシウムおよび／または亜鉛を表す合成雲母粒子を含む場合には、色が白色である。また、本発明による組成物は、特には、それが、本発明による、そして式（Ｉ）に相当する合成雲母粒子であって、ｙ（１）が１とは異なり、Ｍがマグネシウムおよび／または亜鉛以外の金属を表すか、あるいはマグネシウムおよび／または亜鉛およびＭによって規定される少なくとも１種の他の金属を含む合成雲母粒子を含む場合には、着色されている可能性がある。
本明細書をとおして、用語、粒子の「厚さ」は、粒子の最も小さい寸法、すなわち、その粒子の結晶格子の方向ｃにおける粒子のサイズ、を表す。
本明細書をとおして、粒子の「最大寸法」は、その粒子の結晶格子の面（ａ，ｂ）における粒子の最大の寸法を表している。
粒子の厚さおよび最大寸法は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による、または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察によって、測定される。
有利には、本発明による組成物は、５００ｎｍ未満の平均サイズ、特には、１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の平均サイズ（例えば、電子顕微鏡によって観察された）を有する化合物の粒子を含んでいる。
有利には、本発明による組成物は、１ｎｍ〜６０ｎｍの範囲、特には２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、例えば１０ｎｍの水準、の厚さを有する化合物の粒子を含んでいる。有利には、本発明による組成物は、１０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲、特には２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲、およびより好ましくは２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲、の最大寸法を有する化合物の粒子を含んでいる。
また、本発明は、下記の式（Ｉ）の化合物を調製する方法に関する。
Figure 2018529623
 式中、
Ａは、金属元素の少なくとも１種の一価の層間カチオン（Ａ＋）を表し、Ａは式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）Ｋｗ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、Ｌｉはリチウムを表し、Ｎａはナトリウムを表し、Ｋはカリウムを表し、Ｒｂはルビジウムを表し、Ｃｓはセリウムを表し、そしてそれぞれのｗ（ｉ）は［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｔは［０．３；１］の範囲の実数であり、
Ｓｉはケイ素を表し、
Ｇｅはゲルマニウムを表し、
ｘは［０；１］の範囲の実数であり、
Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属を表し、Ｍｇはマグネシウムを表し、Ｃｏはコバルトを表し、Ｚｎは亜鉛を表し、Ｃｕは銅を表し、Ｍｎはマンガンを表し、Ｆｅは鉄を表し、Ｎｉはニッケルを表し、そしてＣｒはクロムを表し、それぞれのｙ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 であり、
ｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数であり、
ｔ＋２ｚは［５．３；６．０］の範囲の実数であり、
Ｏは酸素を表し、そして、
Ｈは水素を表し、
本方法では、
式（Ｉ）の化合物の前駆体ゲルは、以下のものの間の共沈反応によって調製される。
・ケイ素およびゲルマニウムからなる群から選択される少なくとも１種の化学元素の少なくとも１つの供給源、ケイ素およびゲルマニウムからなる群から選択されるこの化学元素のこの供給源は、メタケイ酸カリウムおよびメタゲルマニウム酸カリウムからなる群から選択される、
・二価の金属Ｍの少なくとも１種の金属塩、
・前記前駆体ゲルの調製の間のモル比（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）／Ｍは［２／１．４２５；１．６］の範囲である。
少なくとも１種の、式ＡＯＨの水酸化物が、前記前駆体ゲルに加えられて、モル比Ａ／Ｍは少なくともｔ／ｚに等しい。
溶媒熱処理が、３００℃〜６００℃の範囲（包括的な値）の温度で前記前駆体に実施される。
実際に、本発明者らは、モルでの（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）／ＭおよびＡ／Ｍに関して、式（I）の化合物の化学量論的比率を考慮しながら、上記試薬を接触させることにより、前駆体ゲルが得られ、溶媒熱処理の後に、八面体の電荷欠損を有するが、しかしながら、特には層間距離に関して、合成雲母に構造的に相当する式（Ｉ）の化合物を得ることを可能にすることを、大きな驚きをもって見出した。このことは、そして特にはこの方法の簡単さは、それが、合成雲母（すなわち、非膨張性の合成無機物、そしてスメクタイトに近い族に属する膨張性の合成無機物ではない）を得ることを可能にすることは、なお更に驚くべきことである。実際に、非膨張性の合成無機物、例えば四面体の電荷欠陥を有する雲母（アルミニウムを含む）の合成は、通常は非常に高い圧力および温度を必要とし、一方で、八面体の欠陥を有するフィロケイ酸塩化合物、例えばスメクタイトを調製することはより容易である。
更に、前駆体ゲルに加えられる式ＡＯＨの水酸化物もまた、溶媒熱処理が行われる液体媒質との反応によって少なくとも１種の式ＡＯＨの水酸化物を生成するために好適ないずれかの化合物からもたらすことができることに注目しなければならない。式ＡＯＨの水酸化物は、例えば、溶媒熱処理媒質中へのアルカリ金属アルコキシド（例えば、ナトリウムまたはカリウムを含む）、例えばカリウムエトキシドの添加によって部分的には生成させることができる。
有利には、そして本発明によれば、前駆体ゲルの調製の間に、少なくとも１種の酸、特には、無機酸、カルボン酸（例えば、酢酸）およびスルホン酸（ＲＳＯ３Ｈ、Ｒは有機基である）からなる群から選択される酸が加えられる。用いられる酸は、例えば、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）であることができる。特に、有利には、そして本発明によれば、前駆体ゲルの調製の間に、少なくとも１種の酸が加えられ、それによって酸に由来するアニオン（例えば、硫酸の場合には、ＳＯ４ ２−）のモル数および金属Ｍの金属塩から誘導されるアニオンのモル数の合計は、ケイ素およびゲルマニウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素の供給源からのカリウムのモル数と少なくとも等しいか、または若干少ない。
有利には、そして本発明によれば、溶媒熱処理の前に、そして前駆体ゲルの沈殿に続いて、前駆体ゲルはすすぎ流体で、特にはいずれの反応性種（前駆体ゲル調製のための出発物）も含まない、特にはＡおよびＭを含まない、すすぎ流体で、で洗浄される。特に、前駆体ゲルは、水、あるいはエタノールで、洗浄される。そのような洗浄によって、前駆体ゲルの共沈殿反応の副生成物として形成された塩は除去される。
有利には、そして本発明によれば、溶媒熱処理は、連続的に、特には連続式反応器を用いることによって行われる。
いずれかの既知の連続式反応器を、本発明による方法に用いることができる。従って、有利には、そして本発明によれば、連続式反応器は、一定の体積の連続式反応器である。本発明による方法の特に有利な変形では、ピストン反応器（またはピストン型流通反応器）からなる群から選択される連続式反応器が用いられる。それは、例えば、管型反応器であることができ、その中では、反応媒体の流れは、層流、乱流または中間的形態で行われる。更に、本発明による方法で接触される種々の組成物および/または液体媒体の導入ならびに接触させることに関して、いずれかの連続並流または向流反応器を用いることが可能である。
反応媒体の溶媒熱処理は、特に、溶媒熱処理の温度および継続時間の関数として、合成粒子を得るために好適な圧力で、反応器の溶媒熱処理区域において行われる。有利には、そして本発明によれば、溶媒熱処理は、２ＭＰａ〜５０ＭＰａの範囲、特に８ＭＰａ〜４０ＭＰａの範囲、および特には２２ＭＰａ〜３０ＭＰａの範囲の圧力で行われる。特には、溶媒が水である場合には、それは、溶媒熱処理が行われる温度での、飽和蒸気圧である。
本発明による方法の特に有利な変形では、溶媒熱処理は、水性媒体で行われる。従って、それは水熱処理である。水は、単独の溶媒、または希釈剤として、またはいずれかの他の流体と混合されて用いることができる。
また、本発明による方法は、溶媒熱処理の後に、溶媒熱処理の後に得られた合成雲母が無水熱処理に付される工程を含むことができる。有利には、そして本発明によれば、溶媒熱処理の後に、無水熱処理は、５００℃〜６００℃の範囲、例えば５５０℃の温度で行われる。そのような無水熱処理の継続時間は、例えば、３０分間〜２４時間、特には４５分間〜１２時間の範囲である可能性がある。そのような無水熱処理によって、本発明による方法によって得られる組成物中の式（Ｉ）の化合物の比率を増加することを可能にすることができる。また、そのような無水熱処理は、得られた化合物の結晶性を増加することを可能にすることができる。特には、有利には、そして本発明によれば、そのような無水熱処理の最後に、少なくとも９０質量％の、そしてより好ましくは少なくとも９５質量％の、本発明による式（Ｉ）の化合物の粒子を含む組成物が得られる。
また、本発明は、上記の、または下記の特徴の全てもしくは幾つかの組み合わせによって特徴付けられる化合物、組成物および方法に関する。
本発明の他の目的、特徴および利点は、限定するものではない例によって与えられ、そして添付の図面を参照する好ましい態様の１つの以下の記載を読むことによって明らかとなるであろう。
図１は、本発明による方法を実施することを可能にする装置の概略図を示しており、そこでは溶媒熱処理が連続的に行われる。
図２は、３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図３は、３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物の熱重量分析（ＴＧＡ）によって、および示差熱分析（ＴＤＡ）によって得られた温度記録図を表している。
図４は、３００℃での２４時間の水熱処理、次いで５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図５は、３００℃での２４時間の水熱処理、次いで５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物の熱重量分析（ＴＧＡ）によって、および示差熱分析（ＴＤＡ）によって得られた温度記録図を表している。
図６は、３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図７は、３００℃での２４時間の水熱処理、次いで５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図８は、３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図９は、３００℃での２４時間の水熱処理、次いで５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図１０は、３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた式ＫＳｉ４Ｍｇ２．５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
図９は、３００℃での２４時間の水熱処理、次いで５５０℃で４時間の無水熱処理の後に得られた式ＫＳｉ４Ｍｇ２．５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む組成物のＸ線回折図を表している。
Ａ 本発明による化合物および組成物の調製のための一般的な手順
１／− 式（Ｉ）の化合物の前駆体ゲルの調製
式（Ｉ）の化合物の前駆体ゲルは、反応物として、メタケイ酸カリウムおよびメタゲルマニウム酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種のケイ素源および／または少なくとも１種のゲルマニウム源、ならびに二価の金属Ｍの少なくとも１種の金属塩、Ｍは式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属、Ｍｇはマグネシウムを示し、Ｃｏはコバルトを示し、Ｚｎは亜鉛を示し、Ｃｕは銅を示し、Ｍｎはマンガンを示し、Ｆｅは鉄を示し、Ｎｉはニッケルを示し、そしてＣｒはクロムを示し、そしてそれぞれのｙ（ｉ）は［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
Figure 2018529623
 である、を含む共沈反応によって調製することができる。
この共沈反応は、本発明による化合物の式（Ｉ）に相当する合成雲母の化学量論組成を示す前駆体ゲルを得ることを可能にする。
前駆体ゲルは、以下の１〜３から行われる共沈反応によって調製される。
１．二価の金属Ｍの少なくとも１種の金属塩が溶解された水溶液、例えば、金属硫酸塩の水溶液
２．硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の溶液、および、
３．メタケイ酸カリウムの水溶液、またはメタゲルマニウム酸カリウムの水溶液、またはそれらの２種の溶液のモル比ｘ／（１−ｘ）の混合物
この前駆体ゲルの調製の間のモル比（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）／Ｍは、［２／１．４２５；１．６］、そして、特には、［２／１．３；１．６］の範囲である。
この前駆体ゲルの調製は、以下の手順に従って行われる。
１．少なくとも１種の金属塩を含む溶液が、硫酸溶液と混合される。
２．メタケイ酸カリウムおよび／またはメタゲルマニウム酸カリウムの水溶液が、次いでそれに加えられて、そして前駆体ゲルが即座に形成される。
結果として得られる、前駆体ゲルを含む懸濁液は、室温で（例えば２２．５℃で）５〜３０分間撹拌されることができ、そして次いで数サイクルの洗浄および遠心分離に付されれるか、あるいは直接にそれらの洗浄サイクルおよび遠心分離に付されることができる。
また、前駆体ゲルは、遠心分離（例えば、３０００〜１５００ｒｐｍの範囲、５〜６０分間）および上澄み液（硫酸カリウム溶液）の除去、および脱塩水での洗浄（例えば、３回の洗浄および引き続いた遠心分離）の後に回収することができる。
洗浄され、そして硫酸カリウムを含む溶液から分離された前駆体ゲルは、次いで、最後の遠心分離の最後に実施されるか、またはおそらくは乾燥（例えば、オーブン中で、または凍結乾燥によって）された後に実施される、溶媒熱処理に付される。
式ＡＯＨの少なくとも１種の水酸化物が、次いで前駆体ゲルに加えられて、それによってモル比Ａ／Ｍは少なくともｔ／ｚに等しい。
前駆体ゲルおよび水酸化物ＡＯＨの懸濁液が、そのように得られる。
２／− 前駆体ゲルの溶媒熱処理
前もって（式ＡＯＨの水酸化物の添加の後に）得られた前駆体ゲルは、特には３００℃〜６００℃の範囲の温度で溶媒熱処理に付される。
本発明による方法の第１の変形では、前駆体ゲルの溶媒熱処理は、密閉された反応器中で実施される。
それを行うために、溶媒熱処理の全体の進行の間に、前駆体ゲルは、所定の反応温度（３００℃〜６００℃の範囲に定められた）のオーブン内部に配置された、反応器／オートクレーブ中に配置される。
前もって、液体／固体比は、２〜８０の範囲、特には５〜５０の範囲の値（液体の量はｃｍ３で表され、そして固体の量はグラムで表され、そして乾燥ゲルのみの量を表す）に調整することができる。
特には、反応器またはオートクレーブを、溶媒熱処理の温度および圧力の条件下に、式ＡＯＨの水酸化物が前駆体ゲルに加えられた後に、６時間未満、特には３時間未満、そして特には１時間未満、置くことが好ましい。
水熱処理の間、前駆体ゲルは徐々にゼラチン状の軟度（consistance）を獲得する。溶媒熱処理の最後に得られる組成物は、Ｘ線回折で観察可能な結晶性を有しており、この結晶性は溶媒熱処理の継続時間と共に増加し、そして特性線の迅速な出現を備えた対応する回折図をもたらし、特性線は、緻密化され、そして処理の間に迅速に強まる。
この溶媒熱処理の最後に、本発明による化合物の式（Ｉ）による合成雲母の無機粒子を、溶液、特には水溶液中の懸濁物として含む組成物が、得られる。この溶媒熱処理の最後に、反応器中にはいっている組成物は、遠心分離（３０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの範囲、５〜６０分間）によって、そして次いで上澄みの除去によって回収される。
最後の遠心分離の後に回収された無機粒子を含む組成物は、次いで、
６０℃〜１３０℃の範囲の温度のオーブン中に１〜２４時間、または、
例えば、CHRIST ALPHA（商標）1-2 LD Plusの凍結乾燥機中での、４８〜７２時間の凍結乾燥によって、或いは、
噴霧化によって、
乾燥されることができる。
本発明の方法の第２の変形では、前駆体ゲルの溶媒熱処理は、連続式で行われる。
溶媒熱処理が連続式で行われる本発明による方法では、本発明による化合物の無機粒子の調製のための反応器１５は、連続的に用いられ（図１に示されているように）、
前駆体ゲルを含む第１の水溶液２０が導入される導管の第１の部分１１、
式ＡＯＨ（例えば、ＫＯＨ）の少なくとも１種の水酸化物を含む第２の水溶液２１が導入される第２の導管部分１２、
第１の導管部分１１と第２の導管部分１２との後に配置され、そして反応チャンバ１６の入口９へと延在する第３の導管部分１３、第１の導管部分１１と第２の導管部分１２は点１７で結合し、そこから第３の導管部分が始まる、
入口９から反応チャンバ１６中に、そして第３の導管部分１３の後に延在する反応導管１４、
を含んでいる。
蠕動ポンプ１８で、第１の導管部分１１に、撹拌されているタンク３０中に容れられた第１の水溶液２０が、連続的に供給される。第２の蠕動ポンプ１９で、第２の導管部分１２に、撹拌されているタンク３１中に容れられた第２の水溶液２１が、連続的に供給される。
あるいは、式ＡＯＨの水酸化物はまた、容器３０中の前駆体ゲルに加えることもでき、水で前駆体ゲルの希釈の調整を可能とし、前駆体ゲルは容器３１に移すことができる。
反応導管１４内の温度を制御する目的で、反応チャンバ１６は、セラミック材料の抵抗器を含む加熱筒を有するオーブンである。反応導管１４は、それが反応チャンバ１６の出口を構成する出口８を通して加熱筒を出るまで、加熱筒の内部で複数回巻かれている概括的にコイルの形状である。
第３の導管部分１３の内部の混合物は、周囲温度に近い。第３の導管部分１３は任意であり、そして点１７と入口９は結合されて一体となっていてもよい。図１に示された態様では、第３の導管部分１３は、例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍの範囲の長さを有している。
本発明による方法によって合成無機粒子の調製に用いられる装置の全滞留時間は、３０分間未満、そして特には１５分間未満、または更には５分間未満、または１分間の水準である。
更に、例えば溶媒熱処理区域の前に配置された入口４、５を用いて、他の溶媒を導入し、そして、特には、溶媒の量をこの装置の異なる水準に調整することが可能であり、入口４は点１７の前に配置されており、一方入口６は溶媒熱処理区域の水準に配置されており、一方入口７は、溶媒熱処理の出口の後で、そして得られる懸濁液の出口の前に配置されている。
圧力調整器２が、反応チャンバ１６の下流に、反応導管１４と反応容器１６から容器２５へと延在する第５の導管部分１０と連絡して配置されており、容器２５に、得られた無機粒子を含む懸濁液が回収される。
第５の導管部分１０に挿入された弁３２を閉鎖することで、導管１４の出口８で得られた懸濁液を、この懸濁液が、粒子を保持し、そしてその回収を可能とさせるように適用された多孔質の焼結体３４を通過させるように配置された反応回路３３中で循環させることが可能となる。この多孔質の焼結体３４は、反応器を離れる懸濁液を冷却するように、氷容器３５中に浸漬される。この場合には、枝分かれ回路３３に配置された弁３６および３７は、開かれる。この多孔質の焼結体３４は、合成された無機粒子を、それらを、それらを含む液体媒質から分離することによって保持するように選択される。焼結された材料は、例えば、３１６Ｌステンレス鋼で、５０μｍの開孔度で作られる。多孔質の焼結体３４が無機粒子で閉塞した場合には、懸濁液を容器２５中に直接回収するために、弁３２を開け、そして弁３６および３７を閉じれば十分であり、この懸濁液は、それを氷容器３５を通過させることによって冷却され、次いで、無機粒子を回収するために数回洗浄および遠心分離され、無機粒子は次いで、例えばオーブン中で乾燥されることができる。他の変形（示されてはいない）では、幾つかの焼結体を並行して与えることもまたもちろん可能であり、このことで、得られた懸濁液が反応導管１４の出口に、そして、前の焼結体が無機粒子によって閉塞されると直ぐに他の焼結体に、向かって導かれることを可能にする。
あるいは、前駆体ゲルおよび式ＡＯＨの水酸化物を含む溶液が最初に調製される場合には、同じ、そして単に一部の導管が、第１の導管部分１１および第２の導管部分１２に置き換わる。他の変形では、タンク３０が前駆体ゲルを含む溶液を含み、そしてタンク３１が式ＡＯＨの水酸化物を含むこともまた可能である。
それぞれの場合において、反応媒体の、反応導管１４中での、そして前駆体ゲル組成物を反応チャンバ１６の入口９へと供給する全ての導管中での連続的な循環を可能にするために、導管のそれぞれの部分中に、そして反応導管１４中に導入される前駆体の希釈を制御することが重要である。反応チャンバ１６の入口で導入される前駆体ゲル組成物中の前駆体ゲルの濃度は、有利には、１０−３モル／Ｌ〜数モル／Ｌ、例えば０．０１モル／Ｌの水準である。この濃度は、合成無機粒子、例えば従来技術のフィロケイ酸塩を調製するための方法で用いられる濃度よりも遥かに低いことに注意しなければならない。
本能導管１４中で行われる溶媒熱処理は、特には、超臨界条件または臨界未満の条件下で、そして特には、均質臨界未満条件下で行われることができる溶媒熱処理である。従って、この溶媒熱処理が行われる温度および圧力を、反応器入口で導入される前駆体ゲル組成物、そして特にはそれが含んでいる溶媒が、超臨界条件下、または均質臨界未満条件下、すなわち溶媒の気液平衡曲線より上であるように、溶媒が液体状態で存在し、そして液体−気体混合物または気体のみの形態で存在しないように、選択することが可能である。
この溶媒熱処理の最後に、溶液、特には水溶液中に無機粒子を含む懸濁液が得られる。この溶媒熱処理の最後に、得られた懸濁液がろ過によって、例えばセラミック焼結体を用いて、或いは遠心分離によって（３０００〜１５０００ｒｐｍの範囲、５〜６０分間）次いで上澄みの除去で、回収される。
回収された無機粒子を含む組成物は、随意選択的に水で、特には蒸留水もしくは浸透水で、例えば１回もしくは２回の洗浄／遠心分離サイクルを行うことによって、洗浄することができる。
最後の遠心分離の後に回収された無機粒子を含む組成物は、次いで、
６０℃〜１３０℃の範囲の温度のオーブン中で、１〜２４時間に亘って、または、
例えば、CHRIST ALPHA（商標）1-2 LD Plus凍結乾燥機中で、４８時間〜７２時間の凍結乾燥によって、
マイクロ波の照射によって、
噴霧によって、
あるいは、いずれかの他の粉末乾燥技術によって、
乾燥されることができる。
従って、本発明者らは、超臨界条件下での極めて短時間（１分間未満）の溶媒熱処理のみで、初期のゲルの、結晶化された、そして熱的に安定な材料への変換を可能にするのに十分であるのみならず、得られた合成無機粒子が、天然雲母に匹敵する結晶性を有することを見出すことができた。
本発明による方法によって得られる組成物中に含まれる無機粒子は、溶媒熱処理の極めて短い継続時間に対して、純度、結晶性、および熱安定性の点で優れた特性を有している。
Ｂ 分析および構造的な特性決定
１．Ｘ線回折分析
図２、４および６〜１１に、Ｘ線回折図が示されており、それぞれには、信号（秒当たりのストローク数）の相対強度が、格子間オームストロング間隔の関数として、示されている。
本発明による化合物は、Ｘ線回折において、それは９．８０Å〜１０．２０Åの範囲の距離に位置する面（００１）の特徴である、少なくとも１つの回折線を有している。そのような回線線は雲母の特徴である。
図２、４および６〜１１はそれぞれ、以下のものについて、Ｘ線回折で行われた解析の結果を示している。
・ ３００℃で２４時間の水熱処理の後に得られた、式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図２）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理、それに続く５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた、式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図４）、
・ ３００℃で２４時間の水熱処理の後に得られた、式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図６）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理、それに続く５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた、式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図７）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた、式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図８）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理、それに続く５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた、式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図９）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理の後に得られた、式ＫＳｉ４Ｍｇ２．５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図１０）、
・ ３００℃での２４時間の水熱処理、それに続く５５０℃で５時間の無水熱処理の後に得られた、式ＫＳｉ４Ｍｇ２．５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物を含む合成雲母組成物（図１１）。
図２に示された回折図ＲＸは、INEL（Artenay、仏国）によって市販されているCPS 120装置で記録された。これは、１２０°の角度範囲に亘って、実時間での検出を可能とする、湾曲検出器の回折計である。用いられた加速電圧は４０ｋＶであり、そして強度は、２５ｍＡである。構造的間隔を与えるブラッグの関係は、ｄｈｋ１＝０．８９４４９／ｓｉｎθ（コバルト対陰極の使用で）である。
図４および図６〜１１に示されたＸ線回折図は、Panalytical（商標）（オランダ）によって市販されているPanalytical MPDPro（商標）回折計で記録された。これは、高速線形検出器を備えたシータ／シータ多重配位回折計（透過、反射、可変温度）である。構造的間隔を与えるブラッグの関係は、ｄｈｋ１＝０．７７０３／ｓｉｎθ（銅対陰極の使用で）である。
２．熱的解析
図３および５には、３００℃で２４時間の水熱処理、そして同じ組成物を更に５５０℃で５時間の無水熱処理に付した後に得られた、本発明による化合物（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）を含む組成物の、熱重量分析（ＴＧＡ）によって（曲線４８および５７）、および示差熱分析（ＴＤＡ）によって（曲線４９および５８）得られた曲線を示している。
図３および５では、曲線４９および５８（示差熱分析、図３および５中の実線）が、分析された組成物の試料によって放出または吸収された熱（温度記録図の左側に位置するｙ軸上にｍＷで）を、温度（０℃〜１０００℃）の関数として表している。図３では、曲線４８および５７（熱重量分析、図３および５中の破線）は、分析された組成物試料の質量変動（温度記録図の右側に位置する縦軸上に％で）を、温度（０℃〜１０００℃）の関数として表している。
得られたこれらの温度記録図は、雲母の特徴であり、５５０℃で開始する脱ヒドロキシル化、および約８００℃での相転移を有している。脱ヒドロキシル化温度は、天然雲母のものよりも若干低く、このことは得られた粒子のより小さな大きさによって説明される。
ＡＴＤおよびＡＴＧ分析は、PERKIN ELMER（商標）（米国）によって市販されているDiamond TG/TDA（商標）熱天秤で、空気中で３０℃〜１０００℃の範囲の温度範囲で、そして１０℃／分の加熱速度で、行われた。
３．粒子径の顕微鏡観察および評価
本発明による組成物を構成することができる粉末の顕著な微細さを鑑みて、それらを構成する無機粒子のサイズおよび粒子径分布は、走査型電子顕微鏡および電界効果および透過型電子顕微鏡を用いた観察によって評価された。
一次粒子の平均サイズは、１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲で変化することを理解することができる。特に、これらの粒子は、１ｎｍ〜６０ｎｍの範囲の厚さ、および１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の最大寸法を有している。
更に、本発明による方法によって調製された合成雲母粒子は、真珠光沢効果を有していることが観察され、このことは、多くの工業分野において興味を持たれる可能性がある。
以下の例は、本発明による調製方法およびそのように得られた化合物の構造的特徴を示している。
例１ 本発明による無機粒子を含む組成物の調製
３００ｍＬの、硫酸マグネシウム（３３．２７ｇまたは０．１３５モル）および硫酸（１２０ｇの０．５Ｍ溶液）の水溶液が調製される。
次いで、メタケイ酸カリウムの溶液が、１５０ｍＬの脱塩水中に５２％の固形分を含む、５９．３５ｇ（すなわち、０．２モル）の、メタケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）の水溶液を希釈することによって調製される。このメタケイ酸カリウム溶液が、前の溶液に加えられ、そして白色の沈殿が即座に形成される。
結果として得られる懸濁液は、５分間撹拌される。次いで、蒸留水での、そして８０００ｒｐｍで、遠心分離が繰り返されるそれぞれの回に１０分間の遠心分離で３回の洗浄サイクルが行われる。それぞれの遠心分離の後の上澄み溶液の除去をともなうこれらの連続的な洗浄で、前駆体ゲルの沈殿反応の間に形成される硫酸カリウムを除去することが可能となる。最後に、回収された白色の沈殿は、脱塩水中に懸濁されて、５００ｍＬの最終的な体積となり、そして白色を有する前駆体ゲルの均一な懸濁液が得られるまで、磁気撹拌しながら、１０分間に亘って超音波に掛けられる。
前もって３０ｍＬの脱塩水中に希釈された、９８８ｍｇの、式ＫＯＨの水和された水酸化カリウム（８５％の水酸化カリウムおよび１５％の水、すなわち０．０１５モルの純粋な水酸化カリウムが加えられる）が、次いで、前駆体ゲルに加えられ、そして得られた懸濁液は、磁気式で室温（２２．５℃）で５分間撹拌される。
オーブン中に置かれた密閉されたチタン製の反応器中に置かれた前駆体ゲルが、次いで反応器中で、水の飽和蒸気圧の下で、３００℃の温度で２４時間に亘って水熱処理に付される。
室温に冷却した後に、反応器が開けられ、そして得られた懸濁液は遠心分離される。遠心分離の後に、少なくとも８０質量％の式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子を含む組成物が得られる。
遠心分離の後に回収された粒子の組成物は、オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥され、そして次いで乳鉢中で粉砕される。結果として得られる組成物は、白色の粉末の形態である。
そのように得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＸ線回折図が図２に示されている。この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．１５Åの距離に位置する面（００１）（線４０）
５．０３Åの距離に位置する面（００２）（線４１）
４．５３Åの距離に面（０２０）（線４２）
３．３４Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線４３）
２．６０Åの距離に位置する面（１３１）（線４４）
２．０１Åの距離に位置する面（００５）（線４５）
１．５２Åの距離に位置する面（０６０）（線４６）
そのように得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＴＧＡ−ＴＤＡによって得られた曲線４８および４９が図３に示されている。そのような温度記録図は、雲母の特徴であり、５５０℃からの脱ヒドロキシル化および８００℃での相転移を備えている。それらの転移温度は、得られた粒子のサイズがより小さいために、天然雲母よりも若干低い。
次いで、この組成物は、オーブン中で５５０℃で５時間に亘って無水熱処理に付される。この無水熱処理の後に得られた組成物は、白色のままである。
５５０℃での無水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＸ線回折図が図４に示されている。無水熱処理の後の、この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．２４Åの距離に位置する面（００１）（線５０）
５．０２Åの距離に位置する面（００２）（線５１）
４．５６Åの距離に面（０２０）（線５２）
３．３７Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線５３）
２．６０Åの距離に位置する面（１３１）（線５４）
２．０２Åの距離に位置する面（００５）（線５５）
１．５２Åの距離に位置する面（０６０）（線５６）
図２と比較して図４から理解することができるように、そのような無水熱処理は、得られた組成物中の式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の合成無機粒子の比率を増加させることを可能にする。特に、図２中で面（００１）に対応するピークの基底部に最初に存在するショルダが、図４では消失していたことを観察することができる。
そのような無水熱処理の後に、そのように得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＴＧＡ−ＴＤＡによって得られた曲線５７および５８が、図５に示されている。図３のように、そのような温度記録図は、雲母の特徴であり、５５０℃からの脱ヒドロキシル化および８００℃での相転移を有している。それらの転移温度は、得られた粒子のサイズがより小さいために、天然雲母よりも若干低い。
図３および５では、曲線４９および５８（示差熱分析、実線）が、分析された組成物試料によって放出または吸収された熱を（温度記録図の左側に位置する縦軸上にｍＷで）、温度の関数として表している。図３には、曲線４８および５７（熱重量分析、破線）は、分析された組成物試料の質量変化を（温度記録図の右側に位置する縦軸上に％で）、温度の関数として表している。
例２ 本発明による無機粒子を含む組成物の調製
３００ｍＬの、硫酸マグネシウム（１６．６４ｇまたは０．０６７５モル）、硫酸ニッケル（１７．７４ｇまたは０．０６７５モル）および硫酸（１２０ｇの０．５Ｍ溶液）の水溶液が調製される。
次いで、メタケイ酸カリウムの溶液が、５９．３５ｇ（０．２モル）の、脱塩水の１５０ｍＬ中の５２％固形分のメタケイ酸カリウムの第１の水溶液を希釈することによって調製される。メタケイ酸カリウムのこの溶液は、先の溶液に加えられ、そして緑色の沈殿が即座に形成される。
結果として得られる懸濁液は、５分間撹拌される。次いで、蒸留水での、そして８０００ｒｐｍで、遠心分離が繰り返されるそれぞれの回に１０分間の遠心分離での、３回の洗浄サイクルが行われる。それぞれの遠心分離の後の上澄み溶液の除去をともなうこれらの連続的な洗浄で、前駆体ゲルの沈殿反応の間に形成される硫酸カリウムを除去することが可能となる。最後に、回収された緑色の沈殿は、脱塩水中に懸濁されて、５００ｍＬの最終的な体積となり、そして緑色の前駆体ゲルの均一な懸濁液が得られるまで、磁気撹拌しながら、１０分間に亘って超音波に掛けられる。
前もって３０ｍＬの脱塩水中に希釈された、９８８ｍｇの水和された水酸化カリウム（８５％の水酸化カリウムおよび１５％の水、すなわち０．０１５モルの純粋な水酸化カリウムが加えられる）が、次いで、前駆体ゲルに加えられ、そして得られた懸濁液は、室温（２２．５℃）で磁気式で５分間撹拌される。
オーブン中に置かれた密閉されたチタン製の反応器中に置かれた前駆体ゲルが、次いで反応器中で、水の飽和蒸気圧の下で、３００℃の温度で２４時間に亘って水熱処理に付される。
室温に冷却した後に、反応器が開けられ、そして結果として得られた懸濁液は遠心分離される。遠心分離の後に、少なくとも８０質量％の式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子を含む組成物が回収される。
遠心分離の後に回収された粒子の組成物は、オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥され、そして次いで乳鉢中で粉砕される。乾燥の後に得られる粒子組成物は、緑色の粉末の形態である。
そのように得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＸ線回折図が図６に示されている。この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
９．７０Åの距離に位置する面（００１）（線６０）
４．４８Åの距離に位置する面（０２０）（線６１）
３．２７Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線６２）
２．５８Åの距離に位置する面（１３１）（線６３）
１．５１Åの距離に位置する面（０６０）（線６４）
次いで、この組成物は、オーブン中で５５０℃で５時間に亘って無水熱処理に付される。
５５０℃での無水熱処理の後に得られた式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｎｉ１．３５Ｍｇ１．３５Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子の組成物のＸ線回折図が図７に示されている。この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
９．９５Åの距離に位置する面（００１）（線６５）
４．４８Åの距離に位置する面（０２０）（線６６）
３．２７Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線６７）
２．５８Åの距離に位置する面（１３１）（線６８）
１．５１Åの距離に位置する面（０６０）（線６９）
図６と比較して図７から理解できるように、そのような無水熱処理は、得られた組成物の粒子の結晶性を増加させることを可能にする。特に、面（００１）に対応するピークが、強度が増加し、そしてより鋭くなっていることを理解することができる。
例３ 本発明による無機粒子を含む組成物の調製
３００ｍＬの，硫酸マグネシウム（３３．２７ｇまたは０．１３５モル）および硫酸（１２０ｇの０．５Ｍ溶液）の水溶液が調製される。
次いで、１５０ｍＬの脱塩水中に５２％の固形分を含む、５９．３５ｇ（すなわち０．２モル）のメタケイ酸カリウムの水溶液を希釈することによって、メタケイ酸カリウム溶液が調製される。メタケイ酸カリウムのこの溶液は、先の溶液に加えられ、そして白色の沈殿が即座に形成される。
結果として得れる懸濁液は、５分間撹拌される。次いで、蒸留水での、そして８０００ｒｐｍで、それぞれの繰り返される遠心分離について１０分間の遠心分離での、３回の洗浄サイクルが行われる。それぞれの遠心分離の後の上澄み溶液の除去をともなうこれらの連続的な洗浄で、前駆体ゲルの沈殿反応の間に形成される硫酸カリウムを除去することが可能となる。最後に、回収された沈殿は、脱塩水中に懸濁されて５００ｍＬの最終的な体積となり、そして磁気撹拌しながら、白色の前駆体ゲルの均一な懸濁液が得られるまで、１０分間に亘って超音波に掛けられる。
３０ｍＬの脱塩水中に前もって希釈された、６２９ｍｇの水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）（すなわち、０．０１５モルのＬｉＯＨ）が、次いで、前駆体ゲルに加えられ、そして得られた懸濁液は、磁気式で室温（２２．５℃）で５分間撹拌される。
オーブン中に置かれた密閉されたチタン製の反応器中に置かれた前駆体ゲルが、次いで反応器中で、水の飽和蒸気圧の下で、３００℃の温度で２４時間に亘って水熱処理に付される。
室温に冷却した後に、反応器が開けられ、そして得られた懸濁液は遠心分離される。遠心分離の後に、少なくとも８０質量％の式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子を含む組成物が得られる。
遠心分離の後に回収された粒子の組成物は、オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥され、そして次いで乳鉢中で粉砕される。乾燥の後に得られる粒子組成物は、白色の粉末の形態である。
そのように得られた式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子の組成物のＸ線回折図が図８に示されている。この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．２８Åの距離に位置する面（００１）（線７０）
４．９４Åの距離に位置する面（００２）（線７１）
４．４８Åの距離に位置する面（０２０）（線７２）
３．３０Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線７３）
２．６０Åの距離に位置する面（１３１）（線７４）
１．５１Åの距離に位置する面（０６０）（線７５）
次いで、この組成物は、オーブン中で５５０℃で５時間に亘って無水熱処理に付される。
そのようにして５５０℃での無水熱処理の後に得られた式Ｌｉ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子の組成物のＸ線回折図が図９に示されている。この組成物のＸ線回折図は、無水熱処理の後で、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．１２Åの距離に位置する面（００１）（線７６）
４．９５Åの距離に位置する面（００２）（線７７）
４．５０Åの距離に位置する面（０２０）（線７８）
３．３０Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）（線７９）
２．５９Åの距離に位置する面（１３１）（線８０）
１．５２Åの距離に位置する面（０６０）（線８１）
図８と比較して図９から理解できるように、そのような無水熱処理は、得られた組成物の粒子の結晶性を増加させることを可能にする。特に、面（００１）に対応するピークが、強度が増加し、そしてより鋭くなっていることを理解することができる。
例４ 本発明による無機粒子を含む組成物の調製
３００ｍＬの，硫酸マグネシウム（３０．８１ｇまたは０．１２５モル）および硫酸（１２０ｇの０．５Ｍ溶液）の水溶液が調製される。
次いで、１５０ｍＬの脱塩水中に５２％の固形分を含む、５９．３５ｇ（すなわち０．２モル）のメタケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）の水溶液を希釈することによって、メタケイ酸カリウム溶液が調製される。メタケイ酸カリウムのこの溶液は、先の溶液に加えられ、そして白色の沈殿が即座に形成される。
結果として得られる懸濁液は、５分間撹拌される。次いで、蒸留水での、そして８０００ｒｐｍで、それぞれの繰り返される遠心分離について１０分間の遠心分離での、３回の洗浄サイクルが行われる。それぞれの遠心分離の後の上澄み溶液の除去をともなうこれらの連続的な洗浄で、前駆体ゲルの沈殿反応の間に形成される硫酸カリウムを除去することが可能となる。最後に、回収された白色の沈殿は、脱塩水中に懸濁されて５００ｍＬの最終的な体積となり、そして磁気撹拌しながら、白色の前駆体ゲルの均一な懸濁液が得られるまで、１０分間に亘って超音波に掛けられる。
３０ｍＬの脱塩水中に前もって希釈された、３．４２ｇの式ＫＯＨの水酸化カリウム（８５％の水酸化カリウムおよび１５％の水、すなわち０．０５２モルの純粋な水酸化カリウムが加えられる）が、次いで、前駆体ゲルに加えられ、そして得られた懸濁液は、室温（２２．５℃）で磁気式で５分間撹拌される。
オーブン中に置かれた密閉されたチタン製の反応器中に置かれた前駆体ゲルが、次いで反応器中で、水の飽和蒸気圧の下で、３００℃の温度で２４時間に亘って水熱処理に付される。
室温に冷却した後に、反応器が開けられ、そして結果として得られた懸濁液は遠心分離される。遠心分離の後に、少なくとも８０質量％の式ＫＳｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子を含む組成物が回収される。
遠心分離の後に回収された粒子の組成物は、オーブン中で１２０℃で１２時間乾燥され、そして次いで乳鉢中で粉砕される。結果として得られる組成物は、白色の粉末の形態である。
そのように得られた式ＫＳｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子の組成物のＸ線回折図が図１０に示されている。この組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．１４Åの距離に位置する面（００１）（線８５）
５．０４Åの距離に位置する面（００２）（線８６）
４．５１Åの距離に位置する面（０２０）（線８７）
３．３３Åの距離に位置する面（００３）（線８８）
２．３０Åの距離に位置する面（１３１）（線８９）
１．５２Åの距離に位置する面（０６０）（線９０）
次いで、この組成物は、オーブン中で５５０℃で４時間に亘って無水熱処理に付される。無水熱処理の後に得られた組成物は、白色のままである。
５５０℃での無水熱処理の後に得られた式ＫＳｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の化合物の粒子の組成物のＸ線回折図が図１１に示されている。この組成物のＸ線回折図は、無水熱処理の後で、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．１２Åの距離に位置する面（００１）（線９１）
５．０９Åの距離に位置する面（００２）（線９２）
４．５２Åの距離に位置する面（０２０）（線９３）
３．４０Åの距離に位置する面（００３）（線９４）
２．６０Åの距離に位置する面（１３１）（線９５）
１．５２Åの距離に位置する面（０６０）（線９６）
図１０と比較して図１１から理解できるように、そのような無水熱処理は、得られた組成物の粒子の結晶性を増加させることを可能にする。特に、面（００１）に対応するピークが、強度が増加し、そしてより鋭くなっていることを理解することができる。
例５ 本発明による合成無機粒子を含む組成物の連続的調製
３００ｍＬの、硫酸マグネシウム（３３．２７ｇまたは０．１３５モル）および硫酸（１２０ｇの０．５Ｍ溶液）の水溶液が調製される。
次いで、１５０ｍＬの脱塩水中に５２％の固形分を含む、５９．３５ｇ（すなわち０．２モル）のメタケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）の水溶液を希釈することによって、メタケイ酸カリウム溶液が調製される。メタケイ酸カリウムのこの溶液は、先の溶液に加えられ、そして白色の沈殿が即座に形成される。メタケイ酸カリウムのこの溶液は、先の溶液に加えられ、そして白色の沈殿が即座に形成される。
結果として得られる懸濁液は、５分間撹拌される。次いで、蒸留水での、そして８０００ｒｐｍで、それぞれの繰り返される遠心分離について１０分間の遠心分離での、３回の洗浄サイクルが行われる。それぞれの遠心分離の後の上澄み溶液の除去をともなうこれらの連続的な洗浄で、前駆体ゲルの沈殿反応の間に形成される硫酸カリウムを除去することが可能となる。最後に、回収された沈殿は、脱塩水中に懸濁されて５００ｍＬの最終的な体積となり、そして磁気撹拌しながら、白色の前駆体ゲルの均一な懸濁液が得られるまで、１０分間に亘って超音波に掛けられる。
前もって３０ｍＬの脱塩水中に希釈された、９８８ｍｇの、水和された水酸化カリウム（８５％の水酸化カリウムおよび１５％の水、すなわち０．０１５モルの純粋な水酸化カリウムが加えられる）が、次いで、前駆体ゲルに加えられ、そして得られた懸濁液は、室温（２２．５℃）で磁気式で５分間撹拌される。
３００ｍＬの純粋中に希釈された前駆体ゲルは、次いでタンク３０中に容れられる（図１を参照）。導管２０の部分１３中の前駆体ゲルの希釈を、必要に応じて、調整することを可能とする純水が、タンク３１中に容れられる。
蠕動ポンプ１８、１９によって、これらの２種の溶液を別々に、１／８インチ（３．１７５ｍｍ）の外径および１．５７ｍｍの内径を有する鋼製導管を経由して、そして、それぞれ２ｍＬ／分の流量で、すなわち前駆体ゲルを含む溶液と純水との混合が連続的に起こり、反応導管１４の入口９の前数センチメートル前である点１７で、４ｍＬ／分の合計流量で、移動することが可能となる。チャンバ１６中の温度は４００℃であり、そして反応導管１４中の圧力は、２２．１ＭＰａ超（２５ＭＰａの水準の）に維持されており（圧力調節器２によって）、それによって筐体１６内の反応導管１４内部で循環する反応媒体は、水の臨界点（３７４℃、２２１バール）より上の条件下にある。
従って、前駆体ゲルは、反応チャンバ１６中で水熱処理を受け、それによってこの前駆体ゲルを式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の合成無機粒子の懸濁液に転換することが可能となる。反応導管１４中の入口９と出口８との間の滞留時間は、４０秒間である。
冷却の後に、反応器１５の出口８に存在する懸濁液は、式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の合成無機粒子のコロイド状懸濁液である。それは白色の乳状の組成物の外観を有しており、それは数十分で衰退する。この懸濁液は、遠心分離サイクルに付される（８０００ｒｐｍで１０分間）。遠心分離後、一方で、式ＫＳｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の合成無機粒子を含む組成物が、そして他方では、上澄みの水溶液が得られる。
遠心分離の後に回収された粒子の組成物は、オーブン中で乾燥され（１２０℃で１２時間）、そして次いで乳鉢で粉砕される。結果として得られる組成物は、白色粉末の形態である。
式Ｋ０．３Ｓｉ４Ｍｇ２．７Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子の組成物のＸ線回折図は、以下の特徴的な回折線を有している。
１０．６５Åの距離に位置する面（００１）
５．０６Åの距離に位置する面（００２）
４．５５Åの距離に位置する面（０２０）
３．３５Åの距離に位置する面（００３）および（０２２）
２．６２Åの距離に位置する面（１３１）
１．５３Åの距離に位置する面（０６０）
本発明は多くの変形が対象となる可能性がある。特に、例示された、そして式（Ｉ）に相当する化合物の他の化合物を、用いられる金属塩および水酸化物の性質を変えることによって、あるいはまた、前駆体ゲルの調製の間に、ケイ素源に加えてゲルマニウム源を用いることによって、調製することが可能である。

Claims (15)

  1. 下記の式（Ｉ）、
    Figure 2018529623
     式中、
    Ａは、少なくとも１種の、金属元素の一価の層間のカチオンであり、Ａは、式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）ＫＷ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、Ｌｉはリチウムを表し、Ｎａはナトリウムを表し、Ｋはカリウムを表し、Ｒｂはルビジウムを表し、Ｃｓはセシウムを表し、そしてそれぞれのｗ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
    Figure 2018529623
     であり、
    ｔは、［０．３；１］の範囲の実数であり、
    Ｓｉはケイ素を表し、
    Ｇｅはゲルマニウムを表し、
    ｘは［０；１］の範囲の実数であり、
    Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属を表し、Ｍｇはマグネシウムを表し、Ｃｏはコバルトを表し、Ｚｎは亜鉛を表し、Ｃｕは銅を表し、Ｍｎはマンガンを表し、Ｆｅは鉄を表し、Ｎｉはニッケルを表し、そしてＣｒはクロムを表し、それぞれのｙ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
    Figure 2018529623
     であり、
    ｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数であり、
    ｔ＋２ｚは［５．３；６．０］の範囲の実数であり、
    Ｏは酸素を表し、そして、
    Ｈは水素を表す、
    に相当する合成雲母と称される合成無機化合物。
  2. ｙ（３）が１ではない、請求項１記載の化合物。
  3. 式（Ｉ）において、Ａがカリウムを表す、請求項１または２記載の化合物。
  4. 前記化合物が、Ｘ線回折図において、９．７０Å〜１０．７０Åの範囲の距離に位置する面（００１）に特徴的な少なくとも１つの回折線を有する、請求項１〜３のいずれか１項記載の化合物。
  5. 前記化合物が、相間空間と称される、少なくとも１つの空間によって互いに分離された層で形成される固体構造によって構成されており、それぞれのカチオンＡが、前記相間空間に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項記載の化合物。
  6. 少なくとも１種の、請求項１〜５のいずれか１項記載の化合物を含んでなる組成物。
  7. 前記組成物が、鉄を含まない、請求項６記載の組成物。
  8. 前記組成物が、アルミニウムを含まない、請求項６または７記載の組成物。
  9. 前記組成物が、フッ素を含まない、請求項６〜８のいずれか１項記載の組成物。
  10. 前記組成物が、電子顕微鏡による観察で１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の平均粒径を有する、前記化合物の粒子を含む、請求項６〜９のいずれか１項記載の組成物。
  11. 以下の式の化合物、
    Figure 2018529623
     式中、
    Ａは、少なくとも１種の、金属元素の一価の層間のカチオンであり、Ａは、式Ｌｉｗ（１）Ｎａｗ（２）ＫＷ（３）Ｒｂｗ（４）Ｃｓｗ（５）を有し、Ｌｉはリチウムを表し、Ｎａはナトリウムを表し、Ｋはカリウムを表し、Ｒｂはルビジウムを表し、Ｃｓはセシウムを表し、そしてそれぞれのｗ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
    Figure 2018529623
     であり、
    ｔは、［０．３；１］の範囲の実数であり、
    Ｓｉはケイ素を表し、
    Ｇｅはゲルマニウムを表し、
    ｘは［０；１］の範囲の実数であり、
    Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１種の二価の金属を表し、Ｍｇはマグネシウムを表し、Ｃｏはコバルトを表し、Ｚｎは亜鉛を表し、Ｃｕは銅を表し、Ｍｎはマンガンを表し、Ｆｅは鉄を表し、Ｎｉはニッケルを表し、そしてＣｒはクロムを表し、それぞれのｙ（ｉ）は、［０；１］の範囲の実数を表し、そして、
    Figure 2018529623
     であり、
    ｚは［２．５０；２．８５］の範囲の実数であり、
    ｔ＋２ｚは［５．３；６．０］の範囲の実数であり、
    Ｏは酸素を表し、そして、
    Ｈは水素を表す、
    の調製方法であって、
    前記方法では、
    式（Ｉ）の前記化合物の前駆体ゲルが、
    ・ケイ素およびゲルマニウムからなる群から選択される少なくとも１種の化学元素の少なくとも１種の供給源、ケイ素およびゲルマニウムからなる群から選択される化学元素の前記供給源は、メタケイ酸カリウムおよびメタゲルマニウム酸カリウムからなる群から選択される、
    ・前記二価の金属Ｍの少なくとも１種の金属塩、
    の間の共沈反応であって、
    ・前記前駆体ゲルの調製の間のモル比（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）／Ｍは、［２／１．４２５；１．６］の範囲である、
    共沈反応によって調製され、
    少なくとも１種の、式ＡＯＨの水酸化物が、前記前駆体ゲルに加えられ、それによってＡ／Ｍのモル比が、少なくともｔ／ｚに等しく、
    前記前駆体ゲルの溶媒熱処理が、３００℃〜６００℃の範囲の温度で行われる、
    方法。
  12. 前記溶媒熱処理の前に、そして前記前駆体ゲルの沈殿に続いて、前記前駆体ゲルがすすぎ液で、特には水で、洗浄される、請求項１１記載の方法。
  13. 前記溶媒熱処理が、連続的に行われる、請求項１１または１２記載の方法。
  14. 前記溶媒熱処理が、水性媒体中で行われる、請求項１１〜１３のいずれか１項記載の方法。
  15. 前記溶媒熱処理の後に、無水熱処理が、５００℃〜６００℃の範囲の温度で行われる、請求項１１〜１４のいずれか１項記載の方法。
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