CN101434481B - 粘土分散液及其制造方法、以及粘土薄膜 - Google Patents

粘土分散液及其制造方法、以及粘土薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明的粘土分散液的特征在于，是通过以下方法得到的，向分散有溶胀性粘土的以水为主成分的液体中，投入有机鎓离子，使其与该溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了交换的亲水性阳离子，将所述含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，由此得到分散有有机修饰粘土的粘土分散液。另外，本发明的粘土薄膜是由该有机修饰粘土形成的。

Description

粘土分散液及其制造方法、以及粘土薄膜
技术领域
本发明涉及粘土分散液及其制造方法以及粘土薄膜。 
背景技术
通过将以绿土为代表的溶胀性粘土分散于水中后静置干燥，形成鳞片状粒子层状排列的粘土薄膜。具有柔性的该粘土薄膜因为是由无机物形成的，所以具有较高的耐热特性。另外由于是层状排列，所以发挥迷宫效应(Labyrinth Effect)并具有高阻气性，进而还可以形成即使从基材上剥离但仅凭其自身也可作为膜存在的自支撑膜。 
因此，近年来开始有效地利用粘土薄膜的耐热特性及阻气性，关注其作为显示器或太阳能电池的柔性基板的应用。(参见专利文献1) 
但是，在溶胀性粘土的表面存在钠之类亲水性强的离子。因此，由溶胀性粘土得到的粘土薄膜容易被水渗透，不具有耐水性。因而，鉴于浸渍到水中时溶解、不能保持形状等理由，难以用作基板材料。 
因此，为了防止由溶胀性粘土得到的粘土薄膜被水渗透，已知使用将溶胀性粘土表面存在的亲水性离子与有机离子交换得到的有机修饰粘土是有效的(参见专利文献2)。 
【专利文献1】专利第3855003号公报 
【专利文献2】特开2007-84386号公报 
发明内容
该有机修饰粘土通常采用下述方法进行制造，即，将溶胀性粘土表面具有的亲水性离子与有机离子进行离子交换后，经过清洗、干燥以及粉碎工序得到粉末状粘土。进而，使用该有机修饰粘土形成粘土薄膜时，必须将有机修饰粘土分散于有机溶剂中。所得有机修饰粘土 在有机溶剂中的分散程度随着与亲水性离子进行离子交换的有机离子中含有的碳原子的量不同而不同，碳原子的量少时，在有机溶剂中的分散变得困难。但是，有机离子的碳原子的量多时，存在不得不牺牲溶胀性粘土具有的所谓耐热性的特征的问题。 
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的是提供一种可以得到兼具耐热性和耐水性的粘土薄膜的粘土分散液及其制法，以及由该粘土分散液得到的粘土薄膜。 
本发明的粘土分散液的特征在于，是通过以下方法得到的，向分散有溶胀性粘土的以水为主成分的液体中，投入有机鎓离子，使其与该溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了交换的亲水性阳离子，将所述含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，由此得到分散有有机修饰粘土的粘土分散液。 
本发明的粘土分散液中，上述溶胀性粘土优选为选自云母、蛭石、蒙脱石、铁蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、富镁蒙脱石、囊脱石、麦羟硅钠石(magadiite)、伊利石(ilerite)、水硅钠石(kanemite)、层状钛酸及绿土中的至少一种。 
本发明的粘土分散液中，上述极性有机溶剂优选含有N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺及1-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种。 
本发明的粘土分散液中，上述有机鎓离子优选含有季铵、季鏻及咪唑鎓中的至少一种。 
本发明的粘土分散液优选含有可赋予膜增强功能的纤维以及可赋予膜柔性功能的流动性物质中的至少一种。 
本发明的粘土分散液制造方法的特征在于，包括以下工序，使溶胀性粘土分散于以水为主成分的液体中的第1工序，将有机鎓离子投入分散有溶胀性粘土的液体中，使其与溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了离子交换的亲水性阳离子的第2工序，和将在第2工序中得到的含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，使有机修饰粘土分散于水和 极性有机溶剂的混合溶剂中的第3工序。 
本发明的粘土薄膜是由粘土构成的，所述粘土薄膜是将上述粘土分散液涂布于基材后或倒入容器中后，通过干燥使该粘土分散液中的极性有机溶剂挥发而得到的。 
具体实施方式
以下详细说明本发明的优选例。 
本发明的目的是提供一种可以得到兼具耐热性及耐水性的粘土薄膜的粘土分散液及其制法，以及由该粘土分散液得到的粘土薄膜。 
根据本发明的制法，可以得到上述粘土分散液，进而可以得到上述粘土薄膜。 
[粘土分散液] 
可以如下得到本发明的粘土分散液。向分散有溶胀性粘土的以水为主成分的液体中，投入有机鎓离子，使其与该溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土。之后除去进行了交换的亲水性阳离子，之后将该含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，由此得到分散有有机修饰粘土的分散液。 
(溶胀性粘土) 
本发明的粘土分散液中使用的溶胀性粘土没有特别限定，可以根据需要选择。例如可以举出天然或由合成物构成的粘土矿物。具体而言，优选为选自云母、蛭石、蒙脱石、铁蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、富镁蒙脱石、囊脱石、麦羟硅钠石、伊利石(例如NaHSi2O5·xH2O)、水硅钠石(例如NaSi8O17·xH2O)、层状钛酸及绿土等中的至少一种。其中，由于溶胀性高、粒径为纳米级并表现为扁平状形态，所以容易引起通过自组织(self organization)形成的取向，另外比较容易得到，鉴于上述原因特别优选使用锂蒙脱石、富镁蒙脱石以及蒙脱石。可以单独使用，也可以组合使用。 
(有机鎓离子) 
本发明的粘土分散液中使用的有机鎓离子没有特别限定，可以根 据需要选择。例如优选使用由四甲基铵盐或四甲基鏻盐、甲基·乙基鏻盐、甲基·乙基咪唑鎓等分子量较小、碳原子的量少的季铵盐、季鏻盐或咪唑鎓盐构成的离子。 
需要说明的是，在本发明中，有机鎓离子的碳原子的量少是指在键合于带正电荷的原子上的取代基中，碳数最多的取代基的碳原子的量(碳原子数)为10以下。较优选为8以下，更优选为6以下，特别优选为5以下。上述碳原子的量越少越好。如果例举具体例的话，作为上述取代基，优选使用碳原子的量为2的乙基或碳原子的量为1的甲基。需要说明的是，如果取代基的碳原子的量为10以下，则还可以降低分子量。 
以下具体说明键合于带正电荷的原子上的取代基。 
为季铵盐时，下式(1)中所示的R1～R4中碳数最多的取代基被作为上述键合于带正电荷的原子上的碳数最多的取代基。 
Figure G2008101814406D00041
为季鏻盐时，下式(2)中所示的R5～R8中碳数最多的取代基被作为上述键合于带正电荷的原子上的碳数最多的取代基。 
Figure G2008101814406D00042
为咪唑鎓盐时，下式(3)中所示的R9～R10中碳数多的取代基被作为上述键合于带正电荷的原子上的碳数最多的取代基。需要说明的是，通式(3)为表示可在本发明中使用的咪唑鎓盐之一例。可在本发明中使用的咪唑鎓盐也可通过其它化学式来表示。 
Figure DEST_PATH_GSB00000847266500011
需要说明的是，上述式中的R1～R10表示烷基、苯基，X表示卤素。 
(极性有机溶剂) 
本法明中使用的极性有机溶剂没有特别限定，可以根据需要选择。优选为含有N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺以及1-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种的极性有机溶剂。作为其它极性溶剂，优选可以与水按质量比1∶1混合的物质。例如可以优选使用醇类、二甲亚砜及乙腈等。 
[制法] 
本发明的粘土分散液制造方法的特征在于，包括以下工序，使溶胀性粘土分散于以水为主成分的液体中的第1工序，将有机鎓离子投入分散有溶胀性粘土的液体中，使其与溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了离子交换的亲水性阳离子的第2工序，和将含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，使其分散于水和极性有机溶剂的混合溶剂中的第3工序。 
(第1工序) 
第1工序的特征在于，使溶胀性粘土分散于以水为主成分的液体中。 
需要说明的是，所谓以水为主成分的液体是指含有70质量％以上离子交换水、蒸馏水等水的液体。上述液体也可以全部为水。上述液体除水之外可以根据需要含有N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮及/或醇等。上述水的量相对于100质量份溶胀性粘土优选为500～200000质量份，较优选为1000～100000质量份。上述除水以外的液体的量相对于100质量份溶胀性粘土优选为0.1～50质量份，较优选为1～10质量份。 
另外，将溶胀性粘土分散于所述液体中时，优选使用旋转式搅拌机以及震荡式搅拌机等。 
(第2工序) 
第2工序的特征在于，将有机鎓离子投入分散有溶胀性粘土的液体中，使其与溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了离子交换的亲水性阳离子。 
本发明中使用的溶胀性粘土为鳞片状的无机化合物粒子可以进行层状取向的粘土。该粒子表面存在以钠为代表的亲水性阳离子。该阳离子能够与其它阳离子进行离子交换。因此，使用有机鎓离子进行离子交换，制造可以分散于有机溶剂中的有机修饰粘土。 
离子交换的方法为在第1工序中使溶胀性粘土充分分散于液体中后，在该分散液中添加有机鎓离子，使用旋转式搅拌机等进行搅拌直至分散液变得均匀，制造有机修饰粘土。此时，添加的有机鎓离子优选为相当于溶胀性粘土离子交换量的1～10倍量左右，较优选为1～5倍左右，特别优选为1.1～2倍左右。使用的有机鎓离子超过相当于溶胀性粘土离子交换量的10倍量时，有机物过量进入粘土薄膜，形成的粘土薄膜的热分解特性容易变差，另一方面，小于相当于溶胀性粘土离子交换量的1倍量时，离子交换不充分，钠离子残留于粘土层间，加工成粘土薄膜时难以得到充分的疏水性。此处所谓离子交换量可以用在100g干燥粘土中保持的全部交换性阳离子的毫克当量(meq)来表示，并可以采用硝酸铵溶液浸出法或亚甲蓝吸附法进行测定。需要说明的是，也可以用cmol(+)/kg表示meq/100g。 
使搅拌生成的有机修饰粘土自然沉降，之后除去含有亲水性离子的上清液。作为除去上清液的方法的例子，可以举出离心分离或抽滤等方法。 
在除去上清液后的有机修饰粘土中，相对于100质量份有机修饰粘土，进一步添加1000～10000质量份的水，搅拌，再次使有机修饰 粘土沉降，除去上清液。重复数次上述操作，清洗有机修饰粘土直至上清液中亲水性离子浓度为100ppm以下，优选为1ppm以下。只要能没有问题地进行清洗，也可以使用其它方法。除所述重复倾析的方法以外，例如还可进行在抽滤或离心分离的同时连续注入清洗水的连续式清洗等。此处，亲水性离子浓度超过100ppm的情况下，加工成粘土薄膜时难以得到疏水性。 
(第3工序) 
第3工序中，将在第2工序中得到的含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，使有机修饰粘土分散于水和极性有机溶剂的混合溶剂中，得到本发明的粘土分散液。 
通常由以下方法得到粘土分散液。即，通过干燥完全除去所得有机修饰粘土的水分制得固体成分，将该固体成分粉碎得到粘土粉末。然后，将得到的粘土粉末添加到有机溶剂中，使其膨胀即溶胀，得到粘土分散液。 
使用所述现有方法时，为了使粘土粉末能够在有机溶剂中膨胀，作为离子交换时的有机鎓离子，使用碳原子的量多的离子，例如二甲基二硬脂酸铵盐或三甲基硬脂酸铵盐等季铵盐。这是由于若减少有机鎓离子的碳原子的量，则对溶剂的溶胀变差，不能得到充分的分散液。因此，现有的粘土分散液只能得到耐热性低的粘土薄膜。 
本发明的特征为不经过上述所示现有技术中所必须的干燥工序而得到粘土分散液。具体而言，本发明中将在第2工序中得到的含有水分的有机修饰粘土直接添加到极性有机溶剂中。然后，使有机修饰粘土在水和极性有机溶剂的混合液中溶胀、分散，得到本发明的粘土分散液。此时，相对于100质量份有机修饰粘土，极性有机溶剂优选为50～10000质量份，更优选为500～1000质量份。极性有机溶剂超过10000质量份时，固体成分变少，分散液不具有粘性，容易使涂膜变得困难。另一方面，小于50质量份时，有机修饰粘土没有充分分散，粘度变得特别高，容易导致难以形成均匀的粘土薄膜。 
进而，使有机修饰粘土溶胀于水和极性溶剂的混合溶液中时，可 以在本发明的粘土分散液中添加可赋予膜增强功能的纤维以及可赋予膜柔性功能的流动性物质。 
膜增强功能是指给由粘土分散液成型得到的粘土薄膜赋予机械强度例如抗拉强度之类性质。举出优选纤维的例子为在粘土分散液中添加碳纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳化硅纤维、钛酸钾纤维等无机纤维，以及芳族聚酰胺纤维、聚苯并噁唑纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维以及纤维素纤维等纤维。得到相对于粘土的量含有0.1～10质量％、优选含有1～8质量％上述纤维的分散液较理想。纤维可以单独使用，也可以组合使用。 
另一方面，膜柔性功能是指为了将由粘土分散液成型得到的粘土薄膜用作要求柔性的基材而赋予柔性。举出优选的流动性物质的例子为环氧类树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、硅油、磷酸酯等树脂以及流动性物质等。得到含有0.1～10质量％、优选1～8质量％上述物质的分散液较理想。 
在本发明中，所述增强材料、柔软剂没有特别限定。 
[粘土薄膜] 
本发明的粘土薄膜以粘土为主成分，优选通过以下方法得到：将粘土分散液涂布于基材后或倒入容器中后，通过干燥使该粘土分散液中的极性有机溶剂挥发而得到粘土薄膜。 
此时，用于薄膜形成的基材只要是表面平坦、在粘土干燥温度下不变形且干燥后的粘土薄膜容易剥离即可，没有特别限定，可以根据需要选择。其中，优选使用比较便宜且容易使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为基材。另一方面，作为容器，优选使用涂布有氟树脂的容器。 
以下说明具体的形成方法例。首先将得到的粘土分散液用涂布器等涂布到基材上或倒入容器中。接下来，优选用热风循环电温干燥机等使所述分散液干燥得到粘土薄膜。需要说明的是，涂布(或倒入)的粘土分散液的厚度优选为100～5000μm。厚度的优选范围因涂料的 固体成分浓度不同而不同，但优选干燥后的膜厚为10～200μm的厚度。干燥后的厚度为10μm以上的膜在干燥后可用作自支撑膜，小于10μm时，机械强度变低，容易引起膜的破损。厚度上限可以根据所需特性进行选择。 
另外，所得粘土薄膜中的有机修饰粘土成分优选为70质量％以上，更优选为80质量％以上。也可以为100质量％。粘土成分小于70质量％时，可能损害耐热性、低线膨胀性或阻气性等粘土本来具有的特性。 
得到的粘土薄膜从基材剥离，成为自支撑膜，可用于液晶或有机EL显示器用膜基板、电子纸用基板、电子设备用密封膜、透镜膜、导光板用膜、棱镜膜、相位差板·偏光板用膜、视角补偿膜、PDP用膜、LED用膜、光通信用构件、触摸面板用膜、各种功能性膜的基板、具有可透视内部结构的电子机器用膜、包括影碟·CD/CD-R/CD-RW/DVD/MO/MD·相变光盘·光卡的光记录介质用膜、燃料电池用密封膜以及太阳能电池用膜等。另外，不具有透明性的粘土薄膜可用于密封材料、填充材料、电路用基板、阻燃片材、散热部件等工业用机器构件。 
本发明的粘土薄膜从基材剥离可单独作为自支撑膜使用。但是，为了得到更高的阻气性、耐化学腐蚀性以及表面平滑性等，优选在粘土薄膜的一面或两面形成单层或多层无机薄膜或有机薄膜中的至少一种。 
层合于粘土薄膜上的膜的种类没有特别限定，可根据用途选择最适合的膜。例如可以在粘土薄膜上通过溅射法或等离子体CVD法将氧化硅(SiOx)或氧氮化硅制成无机薄膜，由此赋予高阻气性以及耐化学腐蚀性。 
还可以通过在粘土薄膜上涂布有机聚合物形成有机薄膜，使表面具有平坦性。另外，也可以层合硬膜层赋予硬膜性。可以通过在粘土薄膜表面层合所述无机和有机薄膜，赋予粘土薄膜单独使用时所不具备的特性。
另外，制造本发明的粘土薄膜时，可以使粘土分散液中含有固化助剂、抗氧化剂、表面活性剂、颜料、匀涂剂等各种常用的添加剂。 
本发明在使有机修饰粘土溶胀并分散于有机溶剂中时，省略通常制法中的干燥工序，进而使用极性有机溶剂作为有机溶剂，由此能够使碳原子的量少的有机修饰粘土溶胀及分散。另外，由于生成有机修饰粘土时使用碳原子的量少的有机鎓离子，所以可同时实现粘土分散液以及由粘土分散液形成的粘土薄膜的耐水性和耐热性。 
【实施例】 
以下通过实施例具体说明本发明，但本发明不限定于此。在不脱离本发明宗旨的范围内，可对构成进行增加、省略、替换以及其它变更。 
采用以下方法测定各实施例及比较例的各物性。 
[差热热重同步分析(DTA-TG分析)] 
使用商品名为EXSTAR6000 Station(Seiko Instruments公司制，型号：TG/DTA6200)的仪器，在空气中，在从室温至600℃的温度范围内，每分钟升温5℃，测定重量变化。标绘每个温度下的重量变化的变化率(DTG)，以其拐点作为分解温度。 
[实施例1] 
首先，将5g合成锂蒙脱石(Co-op Chemical公司制，商品名：Lucentite SWF，阳离子交换量(CEC)：95meq/100g)作为溶胀性粘土加入到500g离子交换水中，用磁力搅拌器使其分散及溶胀制成分散液。 
接下来，在分散液中添加1.25g溴化甲基·乙基咪唑鎓(有机鎓离子量为上述分散液中溶胀性粘土的阳离子交换量的1.5倍)，搅拌1小时，之后停止搅拌，使生成的凝集物沉降。沉降后的凝集物的体积约为200cc，其上清液显示出透明性。 
然后排出上清液，将凝集物移至250cc的塑料容器中，用离心机 (离心分离条件为3000转10分钟)进一步分离水分。 
除去分离得到的上清液后，加入离子交换水使总量为250cc，搅拌凝集物和离子交换水。搅拌后再次用离心机在相同条件下进行固液分离，使水分分离，再次除去分离得到的上清液。重复进行以上的搅拌及离心分离，直至上清液的钠离子浓度为1ppm以下。 
由以上操作得到的凝集物为固体成分10％的凝胶状含水物。向50g该凝胶状含水物中加入60gN，N-二甲基甲酰胺，在7000rpm、30分钟的条件下进行均化器分散时，得到无色透明的粘土分散溶液。 
进而，将得到的粘土分散液用涂布器涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Unitika公司制，商品名：emblet厚度38μm；以下称为PET膜)上。之后，将涂布有粘土分散液的PET膜投入100℃的干燥器中，除去溶剂成分，从PET膜上剥离，得到作为自支撑膜的粘土薄膜。之后，为了进一步除去所得粘土薄膜中含有的溶剂，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的粘土薄膜为透明且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
对该粘土薄膜进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
另外，将该粘土薄膜切下5cm的正方形，在200cc离子交换水中浸泡1小时后，用镊子从离子交换水中取出时，粘土薄膜维持浸水前的形状。 
[实施例2] 
除了以天然的精制蒙脱石(库尼曼工业有限公司制(KunimineIndustries Co.Ltd.)，商品名：Kunipia G，阳离子交换量(CEC)：115meq/100g)作为在实施例1中使用的溶胀性粘土、使溴化甲基·乙基咪唑鎓的添加量为1.5g(有机鎓离子量为上述分散液中溶胀性粘土的阳离子交换量的1.5倍)以外，与实施例1同样地操作，得到无色透明的粘土分散液。 
进而，与实施例1同样地使用得到的粘土分散液，得到作为自支撑膜的粘土薄膜，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的粘 土薄膜为透明且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
对该粘土薄膜进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
另外，将该粘土薄膜切下5cm的正方形，在200cc离子交换水中浸泡1小时后，用镊子从离子交换水中取出时，粘土薄膜维持浸水前的形状。 
[实施例3] 
除使用溴化四甲铵(添加量0.8g，有机鎓离子量为分散液中溶胀性粘土的阳离子交换量的1.5倍)代替在实施例2中使用的溴化甲基·乙基咪唑鎓以外，与实施例2同样地操作，得到无色透明的粘土分散液。 
进而，与实施例1同样地使用得到的粘土分散液，得到作为自支撑膜的粘土薄膜后，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的粘土薄膜为透明且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
对该粘土薄膜进行DTA-TG分析时，确认在约220℃下开始热解。 
另外，将该粘土薄膜切下5cm的正方形，在200cc离子交换水中浸泡1小时后，用镊子从离子交换水中取出时，粘土薄膜维持浸水前的形状。 
[实施例4] 
在实施例1中添加N，N-二甲基甲酰胺时，同时加入0.1g纤维直径为100nm的玻璃纤维，除此之外，与实施例1同样地操作，得到无色透明的粘土分散液。 
进而，与实施例1同样地使用得到的粘土分散液，得到作为自支撑膜的粘土薄膜后，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的该粘土薄膜为透明且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
对该粘土薄膜进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
另外，将该粘土薄膜切下5cm的正方形，在200cc离子交换水中浸泡1小时后，用镊子从离子交换水中取出时，粘土薄膜维持浸水前 的形状。 
[比较例1] 
将在实施例1中重复搅拌及离心分离得到的凝胶状含水物在120℃下干燥至含水率为0.1％后，用粉碎机(cutter mill)将干燥物粉碎至50μm左右，得到粘土固态物。将5g得到的粘土固态物添加到100g N，N-二甲基甲酰胺中，在7000rpm、30分钟的条件下进行均化器分散时，得到的溶液出现白浊，并且一部分固体成分沉降。 
将该溶液用涂布器涂布于PET膜上。之后，将涂布有溶液的PET膜投入100℃的干燥器内，除去溶剂成分，但白色粉末散布于PET膜上，无法得到粘土薄膜。回收白色粉末，为了进一步除去溶剂，在170℃下进行干燥处理1小时，得到粘土固态物。 
另外，对粘土固态物进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
[比较例2] 
除了使用45g离子交换水及60gN，N-二甲基甲酰胺的混合溶液代替在比较例1中使用的100gN，N-二甲基甲酰胺以外，与比较例1同样地操作时，得到的溶液出现白浊，并且一部分固体成分沉降。 
将该溶液与比较例1同样地操作形成粘土薄膜，但白色粉末散布于PET膜上，无法得到粘土薄膜。回收白色粉末，为了进一步除去溶剂，在170℃下进行干燥处理1小时，得到粘土固态物。 
另外，对粘土固态物进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
[比较例3] 
除了以天然的精制蒙脱石作为在比较例1中使用的溶胀性粘土以外，与比较例1同样地操作时，得到的溶液出现白浊，并且一部分固体成分变为褐色沉淀。
将该溶液与比较例1同样地操作形成粘土薄膜，但粉末散布于PET膜上，无法得到粘土薄膜。回收白色粉末，为了进一步除去溶剂，在170℃下进行干燥处理1小时，得到粘土固态物。 
另外，对粘土固态物进行DTA-TG分析时，确认在约300℃下开始热解。 
[比较例4] 
除使用溴化四甲铵代替在比较例3中使用的溴化甲基·乙基咪唑鎓以外，与比较例3同样地操作时，得到的溶液出现白浊，并且一部分固体成分变为褐色沉淀。 
将该溶液与比较例3同样地操作形成粘土薄膜，但粉末散布于PET膜上，无法得到粘土薄膜。回收白色粉末，为了进一步除去溶剂，在170℃下进行干燥处理1小时，得到粘土固态物。 
另外，对粘土固态物进行DTA-TG分析时，确认在约220℃下开始热解。 
[比较例5] 
除使用溴化三丁基十二烷基铵(添加量2.8g，有机鎓离子量为分散液中溶胀性粘土的阳离子交换量的1.5倍)代替在比较例1中使用的溴化甲基·乙基咪唑鎓以外，与比较例1同样地操作时，得到无色透明的粘土分散溶液。 
进而，与比较例1同样地使用得到的粘土分散液，得到作为自支撑膜的粘土薄膜后，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的粘土薄膜为透明且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
对该粘土薄膜进行DTA-TG分析时，确认在约160℃下开始热解。 
[比较例6] 
将5g天然的精制蒙脱石(库尼曼工业有限公司制，商品名：Kunipia G，阳离子交换量(CEC)：115meq/100g)加入到100g离子 交换水中，在7000rpm、30分钟的条件下进行均化器分散时，变为褐色透明的均匀溶液。与比较例1同样地使用得到的粘土分散液，得到作为自支撑膜的粘土薄膜后，在170℃下进行干燥处理1小时。干燥处理后的粘土薄膜为褐色且具有柔性的厚度30μm的薄状物。 
将该薄膜切下5cm的正方形，在200cc离子交换水中浸泡1小时后，用镊子从离子交换水中取出时，粘土薄膜变得散乱，不能维持浸水前的形状。 
在以上实施例1～4中，由于使有机修饰粘土不经过干燥即进行分散，所以即使是采用现有方法不能形成粘土薄膜的、由碳原子的量少的有机鎓离子得到的有机修饰粘土，也能形成粘土薄膜，可以得到耐热性、耐水性均优异的粘土薄膜。 
与此相对，在比较例1～4中，由于使用将由碳原子的量少的有机鎓离子得到的有机修饰粘土干燥后分散于有机溶剂中形成的粘土分散液，所以虽然可以得到有机修饰粘土的耐热性，但不能形成粘土薄膜。在比较例5中，由于使用将由碳原子的量多的有机鎓离子得到的有机修饰粘土干燥后分散于有机溶剂中形成的粘土分散液，所以虽然可以形成粘土薄膜，但无法得到耐热性。在比较例6中，由于使用未将溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子与有机鎓离子进行离子交换而得到的粘土分散液，所以虽然可以形成粘土薄膜，但无法得到耐水性。 
产业上的可利用性 
本发明的粘土分散液及粘土薄膜由于粘土所具有的特性而可用于多种产品。例如可用于液晶或有机EL显示器用膜基板、电子纸用基板、电子设备用密封膜、透镜膜、导光板用膜、棱镜膜、相位差板·偏光板用膜、视角补偿膜、PDP用膜、LED用膜、光通信用构件、触摸面板用膜、各种功能性膜的基板、具有可透视内部的结构的电子机器用膜、包括影碟·CD/CD-R/CD-RW/DVD/MO/MD·相变光盘·光卡的光记录介质用膜、燃料电池用密封膜以及太阳能电池用膜等。

Claims (7)

1.一种粘土分散液，是通过以下方法得到的，
向分散有溶胀性粘土的以水为主成分的液体中，投入有机鎓离子，使其与所述溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了交换的亲水性阳离子，将所得含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，由此得到分散有有机修饰粘土的粘土分散液，
所述有机鎓离子中，在键合于带正电荷的原子上的取代基中，碳数最多的取代基的碳原子数为10以下。
2.如权利要求1所述的粘土分散液，其中，所述溶胀性粘土为选自云母、蛭石、蒙脱石、铁蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、富镁蒙脱石、囊脱石、麦羟硅钠石、伊利石、水硅钠石、层状钛酸及绿土中的至少一种。
3.如权利要求1所述的粘土分散液，其中，所述极性有机溶剂含有N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺及1-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
4.如权利要求1所述的粘土分散液，所述有机鎓离子含有季铵、季鏻及咪唑鎓中的至少一种。
5.如权利要求1所述的粘土分散液，其中，含有可赋予膜增强功能的纤维以及可赋予膜柔性功能的流动性物质中的至少一种。
6.一种粘土分散液的制造方法，包括以下工序，
使溶胀性粘土分散于以水为主成分的液体中的第1工序，
将有机鎓离子投入分散有溶胀性粘土的液体中，使其与溶胀性粘土表面存在的亲水性阳离子进行离子交换，得到有机修饰粘土后，除去进行了离子交换的亲水性阳离子的第2工序，和
将在第2工序中得到的含有水分的状态的有机修饰粘土添加到极性有机溶剂中，使有机修饰粘土分散于水和极性有机溶剂的混合溶剂中的第3工序，
所述有机鎓离子中，在键合于带正电荷的原子上的取代基中，碳数最多的取代基的碳原子数为10以下。
7.一种由粘土构成的粘土薄膜，是将权利要求1所述的粘土分散液涂布于基材后或倒入容器中后，通过干燥使所述粘土分散液中的极性有机溶剂挥发而得到的。
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