JPS63107803A - 水酸雲母の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水酸雲母の新規合成方法に関するものであり、
さらに詳記すれば、化粧品。

医薬品基材、イオン交換体、塗料フィラー。

有機樹脂フィラー、摺動材料、電気絶縁材ネ１．触媒担
体等の原料として有用な水酸雲母粉体の合成方法に関す
るものである。

〔従来技術〕

水酸雲母とは結晶構造中の八面体層を形成している部分
に水酸基を含む雲母であり１次の一般式により表わされ
る。

Ｘ３４〜Ｉ　Ｙ２〜３（Ｚ４０１Ｏ）　（ＯＨ）２（式
中ＸはＮａ　、Ｋ　、Ｌｉ　、Ｃａ　　、Ｂａ　　、Ｒ
ｈ”、Ｓｉｒ””からなる群より選ばれる１種以上のイ
オンを表わし、ＹはＭ　ｇ２４″、Ｆｅ２”、Ｘｉ”、
Ｍｎ”、Ａｌ３４″。

Ｆｅ”、Ｌｉ＋からなる群より選ばれる１種以上のイオ
ンを表わし、ＺはＡＩ”、Ｓｉ”、Ｇｅ”、　Ｆｅ”、
３＋かもなる群より選ばれる１種以上のイオンを表わす
） 従来、雲母の合成方法としては、溶融法、固体間反応法
および水熱合成法が知られている。前二者は水酸基の位
置をＦ−イオンで同形置換したいわゆるフ２・素霊母の
合成方法であり、水酸雲母に対しては後者の水熱合成法
が適用されている。この水熱合成法では、上述の一般式
しこ示される様な組成になるように、シリカ、アルミナ
、マグネシアおよび炭酸力゛リウム等からなるゲルまた
は結晶質粉末を混合し、この混合物を熱水処理すること
により直接水酸雲母を合成していた。

〔発明が解決しようとしている問題点〕雲母はその鱗片
形状を利用し多くの用途に使用されている０例えば、化
粧品、電気絶縁材料、塗料フィラー等が代表例として挙
げられる。

しかしながら、近年の飛躍的な技術進歩に伴い、材料に
要求される機能は複雑かつ高度となってきた０例えば電
気絶縁材料の分野では耐アーク性および耐絶縁破壊電圧
に対する要求水準が高くなっているが、天然雲母では、
微量に存在するＦｅ”　ｔたはＦｅ２＋イオン等の影響
でこれら要求を必ずしも満足しているとはいえない、ま
た、溶融合成法により得られるフッ素雲母では粒子間に
存在する微量のガラスやＫ“　Ｆ−等の水に溶出し易い
成分の為、電気絶縁材料として高度な要求水準に必ずし
も答えてはいないのが現状である。

また、化粧品等の生体材料の分野では、鱗片性、白色度
その他の物理的特性に加えて人体に対する安全性が要求
されている。しかして、天然分母では産地によってはヒ
素、鉛等の重金属が極くわずかながら含有されている場
合もあり、安全衛生の面で問題が残されている。一方、
溶融法で合成されるフッ素雲母では重金属による汚染は
ないものの、結晶構造中あるいは粒子間に存在する含フ
ツ素ガラス相等からＦ−イオンの水中への溶出があり、
この点で安全衛生上の問題がある。

以上要するに合成の氷酸雲母は、重金属やＦ−イオンを
含まず、白色度の高いものであるが、従来の合成方法、
すなわち、所定の水酸雲母の化学組成になるように、シ
リカ、アルミナ、マグネシアおよび炭酸カリウム等から
なるゲルもしくは結晶質粉末の混合物を熱水処理するこ
とにより直接水酸雲母を合成する方法によったのでは、
結晶性があまり良くなく、粒子径も比較的小さいので鱗
片性を重視する用途には使用し得ない問題があった。

〔問題点を解決す′るための手段〕

本発明者等はこの点に着目し鋭意研究の結果、極めて有
用な水ｍ雲母の合成方法の開発に成功し、本発明に到達
した。

本発明は、水酸雲母を直接合成する従来方法とは異り、
−・旦溶融法等で合成したフッ素雲母を出発物質として
、そのフッ素をＯＨ基と置換することを熱水処理する。

従来、フッ素金雲母を水酸化カリウム水溶液中にて熱水
処理を施すことにより水酸金雲母を合成する方法は、ア
メリカンミネラロジスト（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｍｉｎｅ
ｒａｌｏｇｉｓｔ）、　　４１．　（１９５Ｂ）に開示
されているが、この方法は水酸雲母の生成率が著しく小
さく、到底水醜雲母の合成方法として工業的に採用し得
るものではなかった。

本発明は、合成フ２．素雲母を水酸化ナトリウム水溶液
中で熱水処理することにより、鱗片性に優れた水Ｓ雲母
が高収率で得られるという上記従来技術からは全く予測
し得ない驚くべき事実を見出しなされたものである。

すなわち、本発明は合成フッ素雲母を水酸化ナトリウム
水溶液とともに熱水処理を施すことを熱水処理する水酸
雲母の合成方法に関するものである。

本発明で使用することができる合成フッ素雲母は特に限
定されるものではなく１例えば次の一般式で示されるも
のが挙げられる。

ＸＨ〜ＩＹ２〜３（Ｚ４０１０）Ｆ２ （式中ＸはＨａ”、に’″、、＋、Ｃａ＋＋、、＋＋、
Ｒｂ＋＋、Ｓ、２＋からなる群より選ばれる１種以上の
イオンを表わし、ＹはＭｇ”、Ｆｅ”、Ｘｉ２”、Ｍｎ
”’″、ＡＩ”。

Ｆｅ３＋、、＋、からなる群より選ばれる１種以上のイ
オンを表わし、ＺはＡＩ”、Ｓｉ”、Ｑ２”。

Ｆｅ”、Ｂ３“からなる群より選ばれる１種以上のイオ
ンを表わす） 代表的な合成フッ素雲母としては、 ＫＭｇ３（ＡＩＳｉ３０１０）Ｆ２　　７−／東金雲母
ＫＡ１２（Ａ！Ｓｉ３０１ｇ）Ｆ２　　７−／東西雲母
ＫＭｇ２，５（Ｓｉ４０１０）Ｆ２　　７−／宏量ケイ
素雲母ＫＭｇ２Ｌｉ（Ｓｉ４０１ｏ）Ｆ２　　　テニオ
ライトＮａＭｇ２，５（Ｓｉ４０１ｇ）Ｆ２　　Ｈａ型
フ７素四ケイ素雲母 ＮａＭｇ２Ｌ１（Ｓｉ４０１０）Ｆ２　　Ｈａ型テニオ
ライトＮａＭｇ５（ＡＩＳｉ３０１０）Ｆ２　　Ｎａ型
７−／東金雲母ＮａＡ１２（ＡＩＳｉ３ＪＯ）Ｆ２　　
Ｎａ型７−／東西雲母が挙げられ、これらの雲母結晶を
任意の粒径に粉砕し、本発明に使用される。

また、本発明は、フッ素雲母一式量に対して好ましくは
水酸化ナトリウムが２〜４モルの比率の配合組成物を熱
水処理することを熱水処理している。

水酸化ナトリウムの配合比率が上述の値よりも小さい場
合、水酸雲母の生成率が小さく、また、水酸化ナトリウ
ムの配合比率が上述の値よりも大きくなると雲母の一部
が分解し、異種鉱物（アンチボライト）が共生する。

また、本発明はフッ素雲母一式量に対して水酸化ナトリ
ウムが２〜４モルの配合組成物を、好ましくは５００℃
〜８００℃の温度範囲で熱水処理することを熱水処理し
ている。即ち、熱水処理温度が５００℃より低い温度で
は水酸雲母の生成率が小さいため好ましくなく、また熱
水処理温度が８００℃では木酸雲母の生成率がほぼ　１
００％であるため、それ以上の高温度域での熱水処理は
不要であるばかりでなく、合成装置が巨大化し経済的効
果を減することになるからである。

熱水処理時間は、数時間から数日程度の範囲内から、熱
水処理温度により適宜選択すればよく１例えば、　８０
０℃で処理する場合は３時間程度で充分であり、５００
℃で処理する場合は、７日間程度必要とする。

熱水処理後の試料は、室温まで冷却後、口過水洗し、例
えば室温から１５０℃の温度範囲で乾燥して、目的とす
る水癩雲母を得ればよい。

本発明による水酸雲母の合成方法は、化学反応式により
以下の様に説明される。すなわち、ツー／東金雲母を用
いた場合１次式：％式％ の反応式に基づき水酸金雲母が生成する。また、作用さ
せる水酸化ナトリウムの量が多くなると、次式： ％式％ の反応が生じ、雲母がアンチボライトと水溶性のフッ化
物やケイ酸ナトリウムおよびアルミン酸ナトリウムに分
解する。

このように、本発明ではフッ素雲母一式量に対し水酸化
ナトリウムの配合比率が２から４モルが好ましいことが
、上記化学反応式から説明できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来の方法に比
して、鱗片性に優れた水酸雲母が比較的低温度で収率良
く合成できるから。

安全性に優れ、白色度の高い雲母を化粧品や医薬品基材
等の生体材料を初めとして種々の用途へ工業的規模で提
供できるので斯業に神益するところ極めて大きい。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例を掲げて更に具体的に説明するが
、本発明はこれら実施例に限定されない。

なお、水酸雲母の生成率は、原料のフッ素雲母および生
成した水酸雲母の（００５）のｘ１回折ピークの積分回
折強度を用い、次式に基づき算出した。

式中、ＩＯＨは生成した水酸雲母の（００５）回折強度
を表わし、ＩＦは原料フッ素雲母の（００５）回折強度
を表わす。

また、反応に伴うＦ−イオン溶出率は、反応後の液相中
に存在するＦ−イオンの分析値を用い次式に基づき算出
した。

Ｆ−イオン溶出率（ｚ） 実施例１ フッ素金雲母粉末（２０ｐｍ以下）１００＋ｗｇと５規
定ＮａＯＨ水溶液１００終りを白金カプセルに封じ、圧
力ＩＫｂ、温度８００℃にて１週間熱水処理を行った０
反応終了後、内容物を取り出し、遠心分離法により水洗
した後、Ｘ線回折法により固相部分の鉱物組成の分析を
行った結果、水酸金雲母が８７％の割合で生成していた
。また、洗液中のＦ−イオンの分析を行った結果、Ｆ−
イオンはフッ素金雲母構造中から８０％溶出していた。

尚、この場合、出発物質の配合割合は、フッ素金雲母−
代置に対して、ＮａＯＨは２．１モルである。

実施例２ フッ素金雲母粉末（２０ｇｍ以下）　１００＋＊ｇ、８
規定ＮａＯＨ水溶液１００ル交を使用し、圧力ＩＫｂ、
温度７００℃で３日間熱水処理する以外は実施例１と同
様に実施し、水酸雲母生成率９８％、Ｆ−溶出率９０％
の結果を得た。尚、この場合、フッ素金雲母−代置に対
して、ＮａＯＨは３．４モルである。

実施例３ Ｎａ−デュオライト粉末（２０ＪＬｍ以下）１００ｔｓ
ｇ、　　６規定ＮａＯＨ１００＃Ｌｌを使用し、　６０
０℃で７日間反応させる以外は実施例１と同様に実施し
、木酸雲母生成率８３％、Ｆ−溶出率９０％の結果を得
た。尚、この場合、Ｈａ−テニオライト−代置に対して
、ＮａＯＨは２．３モルである。

実施例４ フッ宏量ケイ素雲母粉末（２０ｐｍ以下）１００ｍｇ、
　　９規定ＮａＯＨ水溶液１００＃Ｌｕを使用し、５０
０℃で７日間反応させる以外は実施例１と同様に実施し
、水酸雲母生成率９０％、Ｆ−溶出率８９％の結果を得
た。尚、この場合、フッ宏量ケイ素雲母粉末−装置に対
して、ＮａＯＨは３．７モルである。

比較例１ フッ素金雲母粉末（２０ｐｍ以下）１００ｍｇ、５規定
ＫＯＨ１００ｇ文を使用し、６００℃で７日間反応させ
る以外は実施例１と同様に実施し、水酸雲母生成率６７
％、Ｆ−溶出率４７％の結果を得た。尚、この場合、フ
ッ宏量ケイ素雲母粉末−装置に対して、Ｋ、ＯＨは２．
１モルである。

比較例２ テニオライト粉末（２０Ｂｍ以下）１００ｍｇ、８規定
ＫＯ８１００延文を使用し、６００℃で７日間反応させ
る以外は実施例１と同様に実施し、水酸雲母生成率６２
％、Ｆ−溶出率５０％の結果を得た。

上記実施例及び比較例の結果を第１表にまとめた。また
、原料フッ素金雲母と実施例１及び比較例１で得た水酸
雲母の走査型電子顕微鏡写真を第１図ないし第３図に示
した。

以下余白 上記第１表から引らかなように、フッ素雲母を熱水処理
して水Ｐ１雲母に変換する場合。

水酸化カリウム水溶液中での熱水処理と比較して、本発
明による水酸化ナトリウム水溶液中での熱水処理は水酸
雲母生成率及びＦ−溶出率のいずれも著しくＪｌ￥ｒな
効果を奏する。また７５１図、第２図及び第３図の比較
から明らかなように、本発明により合成された水加雲母
は、従来法により得た水酸雲母と比較して、優れた鱗片
性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料フッ素金雲母の走査型電子顕微鏡写真、第
２図は、本発明の方法により得た水Ｉ！＠雲母の走査型
電子顕微鏡写真、第３図は。 従来の方法により得た水酸雲母の走査型電子顕微鏡写真
である。 代　　　理　　　人 手続ネ市ｊ−Ｆτ→ ６２２１゜ 昭和村年片月ｒ日　１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成フッ素雲母を水酸化ナトリウム水溶液ととも
   に熱水処理を施すことを特徴とする水酸雲母の合成方法
   。
2. （２）フッ素雲母一式量に対して水酸化ナトリウムが２
   〜４モルの比率の配合組成物を熱水処理する特許請求の
   範囲第１項記載の水酸雲母の合成方法。
3. （３）熱水処理温度が、５００℃から８００℃である特
   許請求の範囲第１項記載の水酸雲母の合成方法。