JPS636485B2 - - Google Patents
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- Colloid Chemistry (AREA)
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Description
この発明は水中において膨潤し、優れたゲル形
成能を有する３−八面体型スメクタイトに類似し
た構造を有する新規の合成膨潤性ケイ酸塩および
その製造方法に関する。 マグネシウムおよびシリコンを含み、アルミニ
ウムをほとんど含有していない膨潤性粘土鉱物と
しては天然にはスチブンサイトおよびヘクトライ
トが知られている。マクエワンによればスチブン
サイトおよびヘクトライトのモデル的化学式は
（）式および（）式で表わされている
（Montmorillonite minerals by D.M.C.
MacEwan、The Ｘ−ray identification and
crystalstructures of clay minerals edited by
G.Brown、Mineralogical Society、London、
1972、pp143−207）。 ここにM+は層間に存在する１価の交換性陽イ
オンである。スチブンサイトおよびヘクトライト
は３−八面体型スメクタイトに属し、四面体層に
シリコン、八面体層にマグネシウムが位置してい
る。 スチブンサイトの層間電荷の発生源は八面体層
中のマグネシウムの欠損に基づくものと考えられ
ており、交換性陽イオンの数はO20（OH）4を基準
として比べた場合、スメクタイトの他の種より小
さく、ほぼ半分である。一方ヘクトライトの場合
は八面体層におけるマグネシウムの一部がリチウ
ムと置換したために生じた陰電荷と電気的中性を
保つ形で層間に陽イオンが入る。 本発明者らは優れた陽イオン交換能あるいはゲ
ル形成能を有する膨潤性ケイ酸塩の合成について
長年鋭意研究を重ねた結果、天然に存在しない新
規の合成膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法の発
明に至つた。 すなわち、この発明は一般式 ［（SiO2）8・（MgO2/3）a・（OH）2/3a
+b-c・Fc］b-・My+ b/y（） （式中のａ、ｂ、ｃおよびｙの値は０＜ａ＜10
０＜ｂ≦１、０≦ｃ≦２／3a＋ｂおよび１≦ｙ
≦２とし、Ｍはアルカリ金属イオン、アルカリ土
類金属イオン、アンモニウムイオンおよびアミン
からなる群から選んだ少くとも１個の陽イオンで
ある）で表される合成膨潤性ケイ酸塩およびその
製造方法を提供するものである。 この一般式（）式におけるシリコンは四面体
層にまたマグネシウムは八面体層に位置してお
り、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩は３−八面体型
スメクタイトに類似した構造を有する新規のスメ
クタイトであると考えられる。本発明の合成膨潤
性ケイ酸塩と同様な化学成分で構成されている天
然に存在するスメクタイトとしてはスチブンサイ
トのみが知られている。スチブンサイトにおける
層間電荷の発生源は八面体層中のマグネシウムの
欠損に基づくものと考えられており、交換性陽イ
オンの数はスメクタイトの他の種のものより小さ
く、ほぼ半分である。坂本等が岩鉱学会誌で明ら
かとしているように、日本国内で産出したスチブ
ンサイトの八面体層中のイオン数はシリコンの値
を８とした場合、5.44〜5.74の間にあり、（）
式における5.84とは大きな差がなく、また陽イオ
ン交換容量の値は41.0〜45.4ミリ当量／100ｇで
ある。一方、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩におい
てはシリコンの数を８とした場合、八面体層を構
成するマグネシウムの数は３〜10の広い範囲の値
を示し、陽イオン交換容量は60〜120ミリ当量／
100ｇの高い値を示す。すなわち、本発明の合成
膨潤性ケイ酸の層電荷の発生源は（）式で示さ
れるスチブンサイトの構造式では説明できず、そ
の化学組成あるいは陽イオン交換容量の値もかな
り相違が認められ、明らかにこの合成膨潤性ケイ
酸塩はスチブンサイトとは異なるスメクタイトで
あると考えられる。本発明の合成膨潤性ケイ酸塩
はシリコンの数を８とした場合、マグネシウム欠
損が考えられないマグネシウムの値６〜10の間で
も合成可能であり、層間電荷の発生源は他の要因
に起因することが容易に推察されうる。３−八面
体型スメクタイトに属するヘクトライトは八面体
層中の２価のマグネシウムが１価のリチウムと置
換することにより、またサポナイトは四面体層中
の４価のシリコンが３価のアルミニウムと置換す
ることにより、それぞれ層間電荷が発生すること
が知られているが、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩
では八面体層あるいは四面体層で置換可能なリチ
ウムあるいはアルミニウムのごとき原子は存在せ
ず、陽イオン置換は考えられない。３−八面体型
スメクタイトにおいては八面体層中の陽イオン数
は通常5.7〜6.0の間の値を示すが、本発明の合成
膨潤性ケイ酸塩は６より著しく少ない値のマグネ
シウム量でも合成可能である。一般式（）は本
発明の合成膨潤性ケイ酸塩に対して、３−八面体
型スメクタイトの通常のモデル式では満足する説
明のできない前述のいくつかの事実に基づいてお
り、これらを矛循なく合理的に説明できる。すな
わち、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩では八面体層
中におけるマグネシウムとそれに配位している酸
素、水素基あるいはフツ素との電荷バランスが水
酸基あるいはフツ素がやや過剰に存在することに
より陰電荷側に変移することにより層電荷が発生
することを示す。八面体層中に存在するマグネシ
ウム量に比例して、配位する酸素、水酸基あるい
はフツ素の量が変動し、酸素と水酸基の割合は３
−八面体型スメクタイトの理想構造における割合
と同じく、層電荷がゼロの時１：１であるとの仮
定で作られている。フツ素は水酸基の一部あるい
は全てと置換する形で構造に導入されうる。本発
明製品を化学分析し、一般式（）にあてはめた
場合、例えば (イ) （SiO2）8（MgO2/3）3.32（OH）2.72K0.51 ａ＝3.32、ｂ＝0.51、C.E.C.＝68ミリ当量／100
ｇ (ロ) （SiO2）8（MgO2/3）5.53（OH）4.43Na0.74 ａ＝5.33、ｂ＝0.74、C.E.C.＝88ミリ当量／100
ｇ (ハ) （SiO2）8（MgO2/3）6.55（OH）5.04Na0.12K0.55 ａ＝6.55、ｂ＝0.67、C.E.C.＝82ミリ当量／100
ｇ に相当する。八面体層に配位した水酸基を正確に
定量するのは非常に困難であるが、熱天秤による
500℃〜850℃の間の加熱減量の値は(イ)＝3.17wt.
％、(ロ)＝4.13wt.％、(ハ)＝4.85wt.％であり、水酸
基量に換算するとそれぞれ(イ)＝2.66、(ロ)＝4.09、
(ハ)＝5.01となり、一般式（）より計算される水
酸器量(イ)＝2.72、(ロ)＝4.43、(ハ)＝5.04に非常に近
い値を示し、一般式（）は妥当性をもつことが
証明できる。 本発明を達成するための方法について以下に述
べる。本発明の合成膨潤性ケイ酸塩の製造方法は
次の工程から成る。第１にケイ素とマグネシウム
の均質沈殿物を調整し、第２にこの均質沈殿物に
交換性陽イオンおよび要すればフツ素イオンを添
加して出発原料粗成物スラリーとし、第３に該ス
ラリーを水熱反応により合成膨潤性ケイ酸塩を生
成させ、第４にこの水熱反応物を乾燥し粉砕する
ことによつて本発明製品を得ることができる。 第１段階においてケイ酸とマグネシウム塩の均
質溶液をアルカリ溶液で均質沈殿とし、過、水
洗により副生溶解質を除去することにより均質沈
殿物が調整される。ケイ酸とマグネシウム塩の均
質溶液はケイ酸溶液とマグネシウム塩水溶液の混
合あるいはマグネシウム塩をケイ酸溶液に直接溶
解することにより得られる。ケイ酸とマグネシウ
ム塩の混合割合は一般式（）を満足する範囲の
ａの値であれば良いが、通常好ましいａの値は３
〜10の間である。ケイ酸溶液はケイ酸ソーダと鉱
酸を混合し、液のPHを酸性とすることにより得ら
れる。ケイ酸ソーダは一般に市販されている１号
ないし４号水ガラスならびにメタケイ酸ソーダは
いずれも使用できる。鉱酸としては硝酸、塩酸、
硫酸などが用いられる。ケイ酸ソーダと鉱酸を混
合する場合、鉱酸の量が少ないとゲル化する場合
が多いので液のPHが５以下となるようにケイ酸ソ
ーダと鉱酸の割合を選ぶ必要がある。また鉱酸の
量が多いとケイ酸溶液のPHが下りすぎ、後の操作
でアルカリ溶液により均質沈殿物を生成させる場
合多量のアルカリ溶液を必要とし、更には副生塩
が多量生成するので、ケイ酸溶液のPHは１〜３の
間になるようにケイ酸ソーダと鉱酸の割合を調整
するのが望ましい。次に常温でケイ酸とマグネシ
ウム塩の均質混合溶液とアルカリ溶液を混合して
均質沈殿物を得る。アルカリ溶液としてはアンモ
ニア水、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム
溶液などが用いられる。アルカリ溶液の量は混合
後のPHが10以上になる量を選ぶのが望ましい。ケ
イ酸とマグネシウム塩の均質混合液とアルカリ溶
液を混合する場合アルカリ溶液中に均質混合液を
滴下して沈殿せしめてもよく、あるいはその逆の
順序に滴下してもよい。また両方の液を瞬時に混
合しても均質沈殿は得られる。混合の際特に撹拌
を必要としないが、撹拌することは一向にさしつ
かえない。次いで過、水洗をくり返して副生し
た電解質を充分に除去する。 第２工程の出発原料スラリーは第１工程で得た
均質沈殿物に陽イオンの水酸化物、フツ化物また
はそれらの混合水溶液を加え、あるいは要すれば
フツ化水素酸を加えることによつて調整される。
交換性陽イオンの添加量は一般式（）のｃによ
つて与えられ、通常好ましい値は0.5〜0.9である
が、４倍量程度までの添加は許容される。フツ素
の添加は特に必要としないが、製造条件によつて
は添加することにより水熱反応速度を高めるのに
役立ち、また製品の粘性特性に良い影響を与え
る。 第３工程の水熱反応は第２工程で得られた出発
原料組成物スラリーをオートクレーブに仕込み、
100℃ないし350℃の温度で自生圧力下で反応さ
せ、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩を生成せしめ
る。反応中特に撹拌を必要としないが撹拌するこ
とは一向にさしつかえない。一般に反応温度が高
いほど反応速度は大となり、反応時間が長いほど
結晶は良好となるが、５Kg／cm2、150℃の条件で
は少くとも12時間以上、望ましくは24時間以上の
反応時間を要し、41Kg／cm2、250℃の条件では１
〜６時間で充分である。 第４工程においては、第３工程の水熱反応終了
後オートクレーブ内容物を取りだし、60℃以上
200℃以下の温度で乾燥し、粉砕することにより
最終製品が得られる。 本発明を実施することによつて製造した新規の
合成膨潤性ケイ酸塩はＸ線回折、示差熱分析、赤
外吸収スペクトル、化学分析、陽イオン交換容量
（C.E.C.）、粘性特性測定などによつて評価するこ
とができる。 本発明の新規の合成膨潤性ケイ酸塩はCu−Kα
線を用いた場合の回折角（2θ）が、（nk）反射の
（35、06）について約61度に現われ、３−八面体
型スメクタイトであることがわかる。Ｘ線回折パ
ターンはヘクトライトあるいはサポナイトのもの
に類似しているが、全搬的に他の３−八面体型ス
メクタイトに比べてピークがややブロードとなつ
ている。水溶液中で通常70〜100ミリ当量／100ｇ
の高い陽イオン交換容量を示し、あるいは水中に
おいて優れた膨潤性および分散性を示し、ほとん
ど着色しない水系ゲルを生成する特徴があり、チ
クソトロピー的性質を有しているため化粧品、医
薬品、水溶塗料などの添加剤、固体粒子の懸濁安
定剤、チクソトロピー付与剤などとして極めて有
用である。また、試薬から合成するため重金属イ
オンを本質的にほとんど含有せず、食酢、ブドウ
酒などの濁りとりなど食品分野での応用にも適し
ている。更に有機物複合体とすることにより親油
性粘土として用いることもでき、あるいは金属多
核錯体とも層間複合体を形成し、触媒、触媒担
体、吸着剤などとして有用である。 次に実施例をあげて説明する。 実施例 １ １のビーカーに水400mlを入れ、３号水ガラ
ス（SiO228％、Na2O9％、モル比3.22）86ｇを溶
解し、12規定塩酸溶液25mlを撹拌しながら一度に
加えてケイ酸溶液を得る。次に水100mlに塩化マ
グネシウム六水和物一級試薬（純度98％）55ｇを
溶解した溶液をケイ酸溶液に加えて調製したケイ
酸−マグネシウム塩均質溶液を２規定水酸化ナト
リウム溶液380ml中に撹拌しながら５分間で滴下
する。直ちに得られた反応沈殿物を過し、充分
に水洗した後、水酸化ナトリウム３ｇを溶解した
水溶液20mlを加えてスラリー状とし、オートクレ
ーブに移す。41Kg／cm2、250℃で３時間反応させ
る。冷却後、反応物をとりだし、80℃で乾燥した
後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝5.33、ｂ＝0.90に相当し、陽イオン
としてナトリウムを含み、その陽イオン交換容量
は88ミリグラム当量／100ｇである。Ｘ線粉末回
折図は３−八面体型スメクタイトであるヘクトラ
イトあるいはサポナイトに類似したパターンを示
すが、全体的に各ピークはブロードであり、（35、
06）反射ピークのｄ値は1.534Åであつた。２％
水溶液は一昼夜放置後、チクソトロピー性のある
固体ゲルを形成した。 実施例 ２ 実施例１と同様な操作で反応沈殿物を調整す
る。ただし使用する塩化マグネシウム六水和物一
級試薬（純度98％）量を67.4ｇとし、アルカリ溶
液は20％アンモニア水350mlを用いる。次に得ら
れた反応沈殿物に水酸化ナトリウム３ｇを溶解し
た水溶液20mlを加えてスラリー状とし、１内容
積のオートクレーブに移す。41Kg／cm2、250℃で
３時間反応させる。冷却後、反応物をとりだし80
℃で乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝6.55、ｂ＝0.80に相当し、陽イオン
としてナトリウムを含み、陽イオン交換容量は80
ミリグラム当量／100ｇである。Ｘ線粉末回折図
は実施例１の製品のものと同様なパターンを示
し、（35、06）反射ピークのｄ値は1.528Åであつ
た。本品３ｇを水97mlに分散した処、チクソトロ
ピー性の大なる固体ゲルを形成した。 実施例１および実施例２で得られた本発明製品
の水系分散液と市販の精製ペントナイトであるク
ニピアＦおよびオスモスＮの各水系分散液の粘度
を比較した結果は次の通りで本発明製品が極めて
高い増粘作用をもつていることが認められる。
成能を有する３−八面体型スメクタイトに類似し
た構造を有する新規の合成膨潤性ケイ酸塩および
その製造方法に関する。 マグネシウムおよびシリコンを含み、アルミニ
ウムをほとんど含有していない膨潤性粘土鉱物と
しては天然にはスチブンサイトおよびヘクトライ
トが知られている。マクエワンによればスチブン
サイトおよびヘクトライトのモデル的化学式は
（）式および（）式で表わされている
（Montmorillonite minerals by D.M.C.
MacEwan、The Ｘ−ray identification and
crystalstructures of clay minerals edited by
G.Brown、Mineralogical Society、London、
1972、pp143−207）。 ここにM+は層間に存在する１価の交換性陽イ
オンである。スチブンサイトおよびヘクトライト
は３−八面体型スメクタイトに属し、四面体層に
シリコン、八面体層にマグネシウムが位置してい
る。 スチブンサイトの層間電荷の発生源は八面体層
中のマグネシウムの欠損に基づくものと考えられ
ており、交換性陽イオンの数はO20（OH）4を基準
として比べた場合、スメクタイトの他の種より小
さく、ほぼ半分である。一方ヘクトライトの場合
は八面体層におけるマグネシウムの一部がリチウ
ムと置換したために生じた陰電荷と電気的中性を
保つ形で層間に陽イオンが入る。 本発明者らは優れた陽イオン交換能あるいはゲ
ル形成能を有する膨潤性ケイ酸塩の合成について
長年鋭意研究を重ねた結果、天然に存在しない新
規の合成膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法の発
明に至つた。 すなわち、この発明は一般式 ［（SiO2）8・（MgO2/3）a・（OH）2/3a
+b-c・Fc］b-・My+ b/y（） （式中のａ、ｂ、ｃおよびｙの値は０＜ａ＜10
０＜ｂ≦１、０≦ｃ≦２／3a＋ｂおよび１≦ｙ
≦２とし、Ｍはアルカリ金属イオン、アルカリ土
類金属イオン、アンモニウムイオンおよびアミン
からなる群から選んだ少くとも１個の陽イオンで
ある）で表される合成膨潤性ケイ酸塩およびその
製造方法を提供するものである。 この一般式（）式におけるシリコンは四面体
層にまたマグネシウムは八面体層に位置してお
り、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩は３−八面体型
スメクタイトに類似した構造を有する新規のスメ
クタイトであると考えられる。本発明の合成膨潤
性ケイ酸塩と同様な化学成分で構成されている天
然に存在するスメクタイトとしてはスチブンサイ
トのみが知られている。スチブンサイトにおける
層間電荷の発生源は八面体層中のマグネシウムの
欠損に基づくものと考えられており、交換性陽イ
オンの数はスメクタイトの他の種のものより小さ
く、ほぼ半分である。坂本等が岩鉱学会誌で明ら
かとしているように、日本国内で産出したスチブ
ンサイトの八面体層中のイオン数はシリコンの値
を８とした場合、5.44〜5.74の間にあり、（）
式における5.84とは大きな差がなく、また陽イオ
ン交換容量の値は41.0〜45.4ミリ当量／100ｇで
ある。一方、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩におい
てはシリコンの数を８とした場合、八面体層を構
成するマグネシウムの数は３〜10の広い範囲の値
を示し、陽イオン交換容量は60〜120ミリ当量／
100ｇの高い値を示す。すなわち、本発明の合成
膨潤性ケイ酸の層電荷の発生源は（）式で示さ
れるスチブンサイトの構造式では説明できず、そ
の化学組成あるいは陽イオン交換容量の値もかな
り相違が認められ、明らかにこの合成膨潤性ケイ
酸塩はスチブンサイトとは異なるスメクタイトで
あると考えられる。本発明の合成膨潤性ケイ酸塩
はシリコンの数を８とした場合、マグネシウム欠
損が考えられないマグネシウムの値６〜10の間で
も合成可能であり、層間電荷の発生源は他の要因
に起因することが容易に推察されうる。３−八面
体型スメクタイトに属するヘクトライトは八面体
層中の２価のマグネシウムが１価のリチウムと置
換することにより、またサポナイトは四面体層中
の４価のシリコンが３価のアルミニウムと置換す
ることにより、それぞれ層間電荷が発生すること
が知られているが、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩
では八面体層あるいは四面体層で置換可能なリチ
ウムあるいはアルミニウムのごとき原子は存在せ
ず、陽イオン置換は考えられない。３−八面体型
スメクタイトにおいては八面体層中の陽イオン数
は通常5.7〜6.0の間の値を示すが、本発明の合成
膨潤性ケイ酸塩は６より著しく少ない値のマグネ
シウム量でも合成可能である。一般式（）は本
発明の合成膨潤性ケイ酸塩に対して、３−八面体
型スメクタイトの通常のモデル式では満足する説
明のできない前述のいくつかの事実に基づいてお
り、これらを矛循なく合理的に説明できる。すな
わち、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩では八面体層
中におけるマグネシウムとそれに配位している酸
素、水素基あるいはフツ素との電荷バランスが水
酸基あるいはフツ素がやや過剰に存在することに
より陰電荷側に変移することにより層電荷が発生
することを示す。八面体層中に存在するマグネシ
ウム量に比例して、配位する酸素、水酸基あるい
はフツ素の量が変動し、酸素と水酸基の割合は３
−八面体型スメクタイトの理想構造における割合
と同じく、層電荷がゼロの時１：１であるとの仮
定で作られている。フツ素は水酸基の一部あるい
は全てと置換する形で構造に導入されうる。本発
明製品を化学分析し、一般式（）にあてはめた
場合、例えば (イ) （SiO2）8（MgO2/3）3.32（OH）2.72K0.51 ａ＝3.32、ｂ＝0.51、C.E.C.＝68ミリ当量／100
ｇ (ロ) （SiO2）8（MgO2/3）5.53（OH）4.43Na0.74 ａ＝5.33、ｂ＝0.74、C.E.C.＝88ミリ当量／100
ｇ (ハ) （SiO2）8（MgO2/3）6.55（OH）5.04Na0.12K0.55 ａ＝6.55、ｂ＝0.67、C.E.C.＝82ミリ当量／100
ｇ に相当する。八面体層に配位した水酸基を正確に
定量するのは非常に困難であるが、熱天秤による
500℃〜850℃の間の加熱減量の値は(イ)＝3.17wt.
％、(ロ)＝4.13wt.％、(ハ)＝4.85wt.％であり、水酸
基量に換算するとそれぞれ(イ)＝2.66、(ロ)＝4.09、
(ハ)＝5.01となり、一般式（）より計算される水
酸器量(イ)＝2.72、(ロ)＝4.43、(ハ)＝5.04に非常に近
い値を示し、一般式（）は妥当性をもつことが
証明できる。 本発明を達成するための方法について以下に述
べる。本発明の合成膨潤性ケイ酸塩の製造方法は
次の工程から成る。第１にケイ素とマグネシウム
の均質沈殿物を調整し、第２にこの均質沈殿物に
交換性陽イオンおよび要すればフツ素イオンを添
加して出発原料粗成物スラリーとし、第３に該ス
ラリーを水熱反応により合成膨潤性ケイ酸塩を生
成させ、第４にこの水熱反応物を乾燥し粉砕する
ことによつて本発明製品を得ることができる。 第１段階においてケイ酸とマグネシウム塩の均
質溶液をアルカリ溶液で均質沈殿とし、過、水
洗により副生溶解質を除去することにより均質沈
殿物が調整される。ケイ酸とマグネシウム塩の均
質溶液はケイ酸溶液とマグネシウム塩水溶液の混
合あるいはマグネシウム塩をケイ酸溶液に直接溶
解することにより得られる。ケイ酸とマグネシウ
ム塩の混合割合は一般式（）を満足する範囲の
ａの値であれば良いが、通常好ましいａの値は３
〜10の間である。ケイ酸溶液はケイ酸ソーダと鉱
酸を混合し、液のPHを酸性とすることにより得ら
れる。ケイ酸ソーダは一般に市販されている１号
ないし４号水ガラスならびにメタケイ酸ソーダは
いずれも使用できる。鉱酸としては硝酸、塩酸、
硫酸などが用いられる。ケイ酸ソーダと鉱酸を混
合する場合、鉱酸の量が少ないとゲル化する場合
が多いので液のPHが５以下となるようにケイ酸ソ
ーダと鉱酸の割合を選ぶ必要がある。また鉱酸の
量が多いとケイ酸溶液のPHが下りすぎ、後の操作
でアルカリ溶液により均質沈殿物を生成させる場
合多量のアルカリ溶液を必要とし、更には副生塩
が多量生成するので、ケイ酸溶液のPHは１〜３の
間になるようにケイ酸ソーダと鉱酸の割合を調整
するのが望ましい。次に常温でケイ酸とマグネシ
ウム塩の均質混合溶液とアルカリ溶液を混合して
均質沈殿物を得る。アルカリ溶液としてはアンモ
ニア水、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム
溶液などが用いられる。アルカリ溶液の量は混合
後のPHが10以上になる量を選ぶのが望ましい。ケ
イ酸とマグネシウム塩の均質混合液とアルカリ溶
液を混合する場合アルカリ溶液中に均質混合液を
滴下して沈殿せしめてもよく、あるいはその逆の
順序に滴下してもよい。また両方の液を瞬時に混
合しても均質沈殿は得られる。混合の際特に撹拌
を必要としないが、撹拌することは一向にさしつ
かえない。次いで過、水洗をくり返して副生し
た電解質を充分に除去する。 第２工程の出発原料スラリーは第１工程で得た
均質沈殿物に陽イオンの水酸化物、フツ化物また
はそれらの混合水溶液を加え、あるいは要すれば
フツ化水素酸を加えることによつて調整される。
交換性陽イオンの添加量は一般式（）のｃによ
つて与えられ、通常好ましい値は0.5〜0.9である
が、４倍量程度までの添加は許容される。フツ素
の添加は特に必要としないが、製造条件によつて
は添加することにより水熱反応速度を高めるのに
役立ち、また製品の粘性特性に良い影響を与え
る。 第３工程の水熱反応は第２工程で得られた出発
原料組成物スラリーをオートクレーブに仕込み、
100℃ないし350℃の温度で自生圧力下で反応さ
せ、本発明の合成膨潤性ケイ酸塩を生成せしめ
る。反応中特に撹拌を必要としないが撹拌するこ
とは一向にさしつかえない。一般に反応温度が高
いほど反応速度は大となり、反応時間が長いほど
結晶は良好となるが、５Kg／cm2、150℃の条件で
は少くとも12時間以上、望ましくは24時間以上の
反応時間を要し、41Kg／cm2、250℃の条件では１
〜６時間で充分である。 第４工程においては、第３工程の水熱反応終了
後オートクレーブ内容物を取りだし、60℃以上
200℃以下の温度で乾燥し、粉砕することにより
最終製品が得られる。 本発明を実施することによつて製造した新規の
合成膨潤性ケイ酸塩はＸ線回折、示差熱分析、赤
外吸収スペクトル、化学分析、陽イオン交換容量
（C.E.C.）、粘性特性測定などによつて評価するこ
とができる。 本発明の新規の合成膨潤性ケイ酸塩はCu−Kα
線を用いた場合の回折角（2θ）が、（nk）反射の
（35、06）について約61度に現われ、３−八面体
型スメクタイトであることがわかる。Ｘ線回折パ
ターンはヘクトライトあるいはサポナイトのもの
に類似しているが、全搬的に他の３−八面体型ス
メクタイトに比べてピークがややブロードとなつ
ている。水溶液中で通常70〜100ミリ当量／100ｇ
の高い陽イオン交換容量を示し、あるいは水中に
おいて優れた膨潤性および分散性を示し、ほとん
ど着色しない水系ゲルを生成する特徴があり、チ
クソトロピー的性質を有しているため化粧品、医
薬品、水溶塗料などの添加剤、固体粒子の懸濁安
定剤、チクソトロピー付与剤などとして極めて有
用である。また、試薬から合成するため重金属イ
オンを本質的にほとんど含有せず、食酢、ブドウ
酒などの濁りとりなど食品分野での応用にも適し
ている。更に有機物複合体とすることにより親油
性粘土として用いることもでき、あるいは金属多
核錯体とも層間複合体を形成し、触媒、触媒担
体、吸着剤などとして有用である。 次に実施例をあげて説明する。 実施例 １ １のビーカーに水400mlを入れ、３号水ガラ
ス（SiO228％、Na2O9％、モル比3.22）86ｇを溶
解し、12規定塩酸溶液25mlを撹拌しながら一度に
加えてケイ酸溶液を得る。次に水100mlに塩化マ
グネシウム六水和物一級試薬（純度98％）55ｇを
溶解した溶液をケイ酸溶液に加えて調製したケイ
酸−マグネシウム塩均質溶液を２規定水酸化ナト
リウム溶液380ml中に撹拌しながら５分間で滴下
する。直ちに得られた反応沈殿物を過し、充分
に水洗した後、水酸化ナトリウム３ｇを溶解した
水溶液20mlを加えてスラリー状とし、オートクレ
ーブに移す。41Kg／cm2、250℃で３時間反応させ
る。冷却後、反応物をとりだし、80℃で乾燥した
後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝5.33、ｂ＝0.90に相当し、陽イオン
としてナトリウムを含み、その陽イオン交換容量
は88ミリグラム当量／100ｇである。Ｘ線粉末回
折図は３−八面体型スメクタイトであるヘクトラ
イトあるいはサポナイトに類似したパターンを示
すが、全体的に各ピークはブロードであり、（35、
06）反射ピークのｄ値は1.534Åであつた。２％
水溶液は一昼夜放置後、チクソトロピー性のある
固体ゲルを形成した。 実施例 ２ 実施例１と同様な操作で反応沈殿物を調整す
る。ただし使用する塩化マグネシウム六水和物一
級試薬（純度98％）量を67.4ｇとし、アルカリ溶
液は20％アンモニア水350mlを用いる。次に得ら
れた反応沈殿物に水酸化ナトリウム３ｇを溶解し
た水溶液20mlを加えてスラリー状とし、１内容
積のオートクレーブに移す。41Kg／cm2、250℃で
３時間反応させる。冷却後、反応物をとりだし80
℃で乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝6.55、ｂ＝0.80に相当し、陽イオン
としてナトリウムを含み、陽イオン交換容量は80
ミリグラム当量／100ｇである。Ｘ線粉末回折図
は実施例１の製品のものと同様なパターンを示
し、（35、06）反射ピークのｄ値は1.528Åであつ
た。本品３ｇを水97mlに分散した処、チクソトロ
ピー性の大なる固体ゲルを形成した。 実施例１および実施例２で得られた本発明製品
の水系分散液と市販の精製ペントナイトであるク
ニピアＦおよびオスモスＮの各水系分散液の粘度
を比較した結果は次の通りで本発明製品が極めて
高い増粘作用をもつていることが認められる。
【表】
測定
実施例１および実施例２で得られた本発明製品
はフツ素を含有しないため、食品、化粧品、医薬
品などの分野での使用に有用である。 実施例 ３ 実施例１と同様な操作で反応沈殿物を調整す
る。ただし、使用する鉱酸は16規定硝酸23mlと
し、塩化マグネシウム六水和物一級試薬（純度98
％）量は31ｇとし、アルカリ溶液は20％アンモニ
ア水350mlを使用する。次に得られた反応沈殿物
に水酸化ナトリウム1.47ｇおよび10％フツ化水素
酸20mlを加えてスラリー状とし、１内容積のオ
ートクレーブに移す。41Kg／cm2、250℃で３時間
反応させる。冷却後、反応物をとりだし、80℃で
乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝3.34、ｂ＝0.58、ｃ＝2.0に相当し、
陽イオンとしてナトリウムを含み、陽イオン交換
容量は78ミリグラム当量／100ｇを示す。Ｘ線粉
末回折図は実施例１の製品のものと同様なパター
ンを示すが、（001）反射ピークがややシヤープと
なつている。（35、06）反射ピークのｄ値は1.516
Åであつた。 本品２ｇを熱水98mlに分散したところ、きわめ
てチクソトロピー性の大なる固体ゲルを形成し
た。 本品の２％水系分散液の各温度における粘度の
測定結果は次の通りで、本発明製品が高温できわ
めて高い増粘作用をもつていることが認められ、
高温における使用に特に有用である。
実施例１および実施例２で得られた本発明製品
はフツ素を含有しないため、食品、化粧品、医薬
品などの分野での使用に有用である。 実施例 ３ 実施例１と同様な操作で反応沈殿物を調整す
る。ただし、使用する鉱酸は16規定硝酸23mlと
し、塩化マグネシウム六水和物一級試薬（純度98
％）量は31ｇとし、アルカリ溶液は20％アンモニ
ア水350mlを使用する。次に得られた反応沈殿物
に水酸化ナトリウム1.47ｇおよび10％フツ化水素
酸20mlを加えてスラリー状とし、１内容積のオ
ートクレーブに移す。41Kg／cm2、250℃で３時間
反応させる。冷却後、反応物をとりだし、80℃で
乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝3.34、ｂ＝0.58、ｃ＝2.0に相当し、
陽イオンとしてナトリウムを含み、陽イオン交換
容量は78ミリグラム当量／100ｇを示す。Ｘ線粉
末回折図は実施例１の製品のものと同様なパター
ンを示すが、（001）反射ピークがややシヤープと
なつている。（35、06）反射ピークのｄ値は1.516
Åであつた。 本品２ｇを熱水98mlに分散したところ、きわめ
てチクソトロピー性の大なる固体ゲルを形成し
た。 本品の２％水系分散液の各温度における粘度の
測定結果は次の通りで、本発明製品が高温できわ
めて高い増粘作用をもつていることが認められ、
高温における使用に特に有用である。
【表】
測定
実施例 ４ １のビーカーに４規定硝酸溶液90mlを入れ、
３号水ガラス（SiO228％、Na2O9％、モル比
3.22）86ｇを溶解した水溶液400mlを撹拌しなが
らゆつくり滴下してケイ酸溶液を得る。このケイ
酸溶液に塩化マグネシウム六水和物一級試薬（純
度98％）83ｇを溶解して得たケイ酸−マグネシウ
ム塩均質溶液を20％アンモニア水350ml中に撹拌
しながら３分間で滴下する。一夜放置熟成した反
応沈殿物を実施例１と同様な操作で原料スラリー
を調整する。ただし、加える試薬は水酸化カリウ
ム2.1ｇを溶解した水溶液20mlとする。原料スラ
リーをオートクレーブに移し、41Kg／cm2、250℃
で３時間反応させる。冷却後、反応物をとりだ
し、80℃で乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝8.05、ｂ＝0.74に相当し、陽イオン
としてカリウムを含み、陽イオン交換容量は68ミ
リグラム当量／100ｇを示す。Ｘ線粉末回折図は
実施例１の製品に類似したパターンを示すが、全
体的に各ピークは更にブロードであり、特に
（001）反射ピークははつきりしない。（35、06）
反射ピークのｄ値は1.539Åであつた。本品４ｇ
を熱水96mlに分散したところ、きわめてチクソト
ロピー性の大なる固体ゲルを形成した。
実施例 ４ １のビーカーに４規定硝酸溶液90mlを入れ、
３号水ガラス（SiO228％、Na2O9％、モル比
3.22）86ｇを溶解した水溶液400mlを撹拌しなが
らゆつくり滴下してケイ酸溶液を得る。このケイ
酸溶液に塩化マグネシウム六水和物一級試薬（純
度98％）83ｇを溶解して得たケイ酸−マグネシウ
ム塩均質溶液を20％アンモニア水350ml中に撹拌
しながら３分間で滴下する。一夜放置熟成した反
応沈殿物を実施例１と同様な操作で原料スラリー
を調整する。ただし、加える試薬は水酸化カリウ
ム2.1ｇを溶解した水溶液20mlとする。原料スラ
リーをオートクレーブに移し、41Kg／cm2、250℃
で３時間反応させる。冷却後、反応物をとりだ
し、80℃で乾燥した後、擂潰機にて粉砕する。 本品はａ＝8.05、ｂ＝0.74に相当し、陽イオン
としてカリウムを含み、陽イオン交換容量は68ミ
リグラム当量／100ｇを示す。Ｘ線粉末回折図は
実施例１の製品に類似したパターンを示すが、全
体的に各ピークは更にブロードであり、特に
（001）反射ピークははつきりしない。（35、06）
反射ピークのｄ値は1.539Åであつた。本品４ｇ
を熱水96mlに分散したところ、きわめてチクソト
ロピー性の大なる固体ゲルを形成した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 ［（SiO2）8・（MgO2/3）a・（OH）2/3a
+b-c・Fc］b-・My+ b/y （式中のａ、ｂ、ｃおよびｙの値は０＜ａ＜10、
０＜ｂ≦１、０≦ｃ≦２／3a＋ｂおよび１≦ｙ
≦２とし、Ｍはアルカリ金属イオン、アルカリ土
類金属イオン、アンモニウムイオンおよびアミン
からなる群から選んだ少くとも１個の陽イオンで
ある）で表される３−八面体型スメクタイトに類
似した構造を有する合成膨潤性ケイ酸塩。 ２ 一般式 ［（SiO2）8・（MgO2/3）a・（OH）2/3a
+b-c・Fc］b-・My+ b/y （式中のａ、ｂ、ｃおよびｙの値は０＜ａ＜10、
０＜ｂ≦１、０≦ｃ≦２／3a＋ｂおよび１≦ｙ
≦２とし、Ｍはアルカリ金属イオン、アルカリ土
類金属イオン、アンモニウムイオンおよびアミン
からなる群から選んだ少くとも１個の陽イオンで
ある）で表される３−八面体型スメクタイトに類
似した構造を有する合成膨潤性ケイ酸塩を合成す
るにあたり、一般式の組成を満足するシリコン・
マグネシウム比を有するケイ酸とマグネシウム塩
の均質混合液とアルカリ溶液よりシリコン・マグ
ネシウム複合体を作り、副生溶解質を除去した
後、一般式の組成を満足する量の陽イオンおよび
要すればフツ素イオンを添加して得たスラリーを
オートクレーブに移し、100℃ないし350℃の条件
下で水熱反応を行い、次いで反応生成物を乾燥・
粉砕することを特徴とする一般式で示される合成
膨潤性ケイ酸塩の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13009382A JPS5921517A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 合成膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13009382A JPS5921517A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 合成膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921517A JPS5921517A (ja) | 1984-02-03 |
| JPS636485B2 true JPS636485B2 (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=15025794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13009382A Granted JPS5921517A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 合成膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921517A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0423388A (ja) * | 1990-05-14 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
| JP2011051845A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 粘土の層間イオンをリチウムイオンと交換したリチウム交換粘土の製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2667978B2 (ja) * | 1987-01-26 | 1997-10-27 | 工業技術院長 | 合成多孔体およびその製造方法 |
| JPH0639323B2 (ja) * | 1987-02-02 | 1994-05-25 | 水澤化学工業株式会社 | 合成スチブンサイト及びその製法 |
| JP2979141B2 (ja) * | 1998-04-09 | 1999-11-15 | 工業技術院長 | 合成含鉄膨潤性ケイ酸塩およびその製造方法 |
| EP2806717B2 (en) | 2013-05-22 | 2023-02-01 | Vertiv Integrated Systems GmbH | Distribution strip |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5124598A (en) * | 1974-08-23 | 1976-02-27 | Nobutoshi Daimon | Unmo oyobi sonokendakutaino seizohoho |
| JPS58185431A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | ケイ酸塩の合成方法 |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP13009382A patent/JPS5921517A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5124598A (en) * | 1974-08-23 | 1976-02-27 | Nobutoshi Daimon | Unmo oyobi sonokendakutaino seizohoho |
| JPS58185431A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | ケイ酸塩の合成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0423388A (ja) * | 1990-05-14 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
| JP2011051845A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 粘土の層間イオンをリチウムイオンと交換したリチウム交換粘土の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5921517A (ja) | 1984-02-03 |
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