JP2002020115A - 膨潤性セリサイトの製造方法およびその用途 - Google Patents
膨潤性セリサイトの製造方法およびその用途Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規なナノ複合材料およびそのために有用な
膨潤性セリサイトの製造方法を提供する。 【解決手段】 セリサイトの０.１〜２０重量倍の加熱
溶融した硝酸リチウムを用いてセリサイトのイオン交換
を行なうことによって膨潤性セリサイトを製造する。
（ａ）５０〜９９.９５重量％のポリマーマトリックス
と（ｂ）ポリマーマトリックス中に均一に分散する０.
０５〜５０重量％の膨潤性セリサイトとからなるポリマ
ー複合材料。
膨潤性セリサイトの製造方法を提供する。 【解決手段】 セリサイトの０.１〜２０重量倍の加熱
溶融した硝酸リチウムを用いてセリサイトのイオン交換
を行なうことによって膨潤性セリサイトを製造する。
（ａ）５０〜９９.９５重量％のポリマーマトリックス
と（ｂ）ポリマーマトリックス中に均一に分散する０.
０５〜５０重量％の膨潤性セリサイトとからなるポリマ
ー複合材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膨潤性セリサイ
ト、その製造方法および用途に関し、くわしくは、ポリ
マー複合材料の補強剤として有用な膨潤性セリサイトお
よびその製造方法ならびに膨潤性セリサイトを用いたポ
リマー複合材料に関する。
ト、その製造方法および用途に関し、くわしくは、ポリ
マー複合材料の補強剤として有用な膨潤性セリサイトお
よびその製造方法ならびに膨潤性セリサイトを用いたポ
リマー複合材料に関する。
【０００２】本発明は、セリサイトの純化膨潤改質技術
に関するものである。本発明の特殊処理によって非膨潤
性セリサイトを膨潤性の層状マイカに転換することによ
り、各種のポリマーナノ複合材料に用いられるととも
に、紫外線防止添加剤として用いられるようにする。
に関するものである。本発明の特殊処理によって非膨潤
性セリサイトを膨潤性の層状マイカに転換することによ
り、各種のポリマーナノ複合材料に用いられるととも
に、紫外線防止添加剤として用いられるようにする。
【０００３】
【従来の技術】ポリマーと粘土とで構成されるナノ複合
材料は、日本のトヨタ研究センターで初めて開発され
た。粘土はポリマーマトリックス中での分散性が高いの
で、この種の材料は、少量の粘土を加えるだけで、カー
ボンブラックやガラス繊維などといった従来の添加物が
達成する硬度、強度、熱安定性、およびガス・水気防止
性をより上回る効果を達成することができる。達成しよ
うとする高分散性と粘土自体の膨潤性とのあいだには、
直接的で密接な関係がある。実際に、非膨潤性の粘土は
高度な分散効果を達成することができない。通常、天然
のマイカは膨潤性を有していないので、一般の無機充填
剤として使用されるのみである。
材料は、日本のトヨタ研究センターで初めて開発され
た。粘土はポリマーマトリックス中での分散性が高いの
で、この種の材料は、少量の粘土を加えるだけで、カー
ボンブラックやガラス繊維などといった従来の添加物が
達成する硬度、強度、熱安定性、およびガス・水気防止
性をより上回る効果を達成することができる。達成しよ
うとする高分散性と粘土自体の膨潤性とのあいだには、
直接的で密接な関係がある。実際に、非膨潤性の粘土は
高度な分散効果を達成することができない。通常、天然
のマイカは膨潤性を有していないので、一般の無機充填
剤として使用されるのみである。
【０００４】従来、層状ケイ酸塩を含むポリマー複合材
料の製造において使用される層状ケイ酸塩は、スメクタ
イト粘土、バーミキュライト、フルオロマイカ（fluoro
mica）などであり、層状セリサイトが剥離、分散したナ
ノポリマー複合材料の組成物は、過去の文献や特許には
開示されていない。
料の製造において使用される層状ケイ酸塩は、スメクタ
イト粘土、バーミキュライト、フルオロマイカ（fluoro
mica）などであり、層状セリサイトが剥離、分散したナ
ノポリマー複合材料の組成物は、過去の文献や特許には
開示されていない。
【０００５】日本特許公開昭和６１−１２３６６１号公
報では、ポリアミドとセリサイトとを直接混合して射出
成形する方法により、層状ケイ酸塩が充填されたポリマ
ー材料が製造された。そのうち、セリサイトはポリマー
材料中で均一な高度分散状態を形成することができない
ので、所望の特質を達成するには大量（２０〜５０重量
％）の充填物が必要となる。
報では、ポリアミドとセリサイトとを直接混合して射出
成形する方法により、層状ケイ酸塩が充填されたポリマ
ー材料が製造された。そのうち、セリサイトはポリマー
材料中で均一な高度分散状態を形成することができない
ので、所望の特質を達成するには大量（２０〜５０重量
％）の充填物が必要となる。
【０００６】米国特許４７３９００７号明細書には、ポ
リアミドおよび層状ケイ酸塩を含む複合材料が開示され
ている。この複合材料は高機械的強度および高耐熱性を
有しているが、使用される層状ケイ酸塩はスメクタイト
粘土、バーミキュライト類の粘土であって、セリサイト
は膨潤できないので使用されていない。
リアミドおよび層状ケイ酸塩を含む複合材料が開示され
ている。この複合材料は高機械的強度および高耐熱性を
有しているが、使用される層状ケイ酸塩はスメクタイト
粘土、バーミキュライト類の粘土であって、セリサイト
は膨潤できないので使用されていない。
【０００７】米国特許５４１４０４２号明細書には、ポ
リアミドおよび層状ケイ酸塩を含む複合材料が開示され
ている。この複合材料は高機械的強度、高耐熱性、硬
度、および寸法安定性を有しているが、使用される層状
ケイ酸塩は人工合成のフルオロマイカであり、セリサイ
トは使用されていない。
リアミドおよび層状ケイ酸塩を含む複合材料が開示され
ている。この複合材料は高機械的強度、高耐熱性、硬
度、および寸法安定性を有しているが、使用される層状
ケイ酸塩は人工合成のフルオロマイカであり、セリサイ
トは使用されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上により、本発明
は、膨潤性セリサイトの製造方法を提供することを主な
目的とする。非膨潤性のセリサイトを膨張性の層状マイ
カに転換することにより、各種ポリマーおよび粘土のナ
ノ複合材料に用いることができる。
は、膨潤性セリサイトの製造方法を提供することを主な
目的とする。非膨潤性のセリサイトを膨張性の層状マイ
カに転換することにより、各種ポリマーおよび粘土のナ
ノ複合材料に用いることができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は膨潤性セリサイトの製造方法を提供する。
主に、セリサイトと溶融した硝酸リチウムとのイオン交
換により改質し、得られた膨張性セリサイトに酸化、析
出純化工程を施して、純度を高める。前記の手順で処理
された膨潤性粘土は、ナノポリマー複合材料の製造にお
いて用いられうる。
め、本発明は膨潤性セリサイトの製造方法を提供する。
主に、セリサイトと溶融した硝酸リチウムとのイオン交
換により改質し、得られた膨張性セリサイトに酸化、析
出純化工程を施して、純度を高める。前記の手順で処理
された膨潤性粘土は、ナノポリマー複合材料の製造にお
いて用いられうる。
【００１０】したがって、本発明は、前記の膨潤性セリ
サイトを含むナノポリマー複合材料を提供することを他
の目的とする。
サイトを含むナノポリマー複合材料を提供することを他
の目的とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】膨潤性セリサイトの製造方法 本発明の膨潤性セリサイトの製造方法では、セリサイト
の０.１〜２０重量倍、好ましくは２〜１２重量倍の加
熱溶融した硝酸リチウムを用いてセリサイトのイオン交
換を行なわせることによって膨潤性セリサイトを製造す
る。たとえば、主に、セリサイトおよび０.１〜２０重
量倍の硝酸リチウムを２６０〜４２０℃、好ましくは３
００〜３９０℃の温度で加熱（か焼）することによっ
て、イオン交換を行なわせることができる。
の０.１〜２０重量倍、好ましくは２〜１２重量倍の加
熱溶融した硝酸リチウムを用いてセリサイトのイオン交
換を行なわせることによって膨潤性セリサイトを製造す
る。たとえば、主に、セリサイトおよび０.１〜２０重
量倍の硝酸リチウムを２６０〜４２０℃、好ましくは３
００〜３９０℃の温度で加熱（か焼）することによっ
て、イオン交換を行なわせることができる。
【００１２】前記膨潤性セリサイトの層間距離を１０Å
以上とすることが好ましい。前記膨潤性セリサイトのＫ
2Ｏ含有量を６重量％以下とすることが好ましい。前記
膨潤性セリサイトの陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を４０
〜２００ミリ当量／１００ｇとすることが好ましい。イ
オン交換後、沈殿または遠心分離によって不純物を除去
することによって、生成物の純度を高めることができ
る。
以上とすることが好ましい。前記膨潤性セリサイトのＫ
2Ｏ含有量を６重量％以下とすることが好ましい。前記
膨潤性セリサイトの陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を４０
〜２００ミリ当量／１００ｇとすることが好ましい。イ
オン交換後、沈殿または遠心分離によって不純物を除去
することによって、生成物の純度を高めることができ
る。
【００１３】膨潤性セリサイト 本発明の膨潤性セリサイトは、前記の本発明の膨潤性セ
リサイトの製造方法によって製造することができる。本
発明の膨潤性セリサイトの層間間隔は１０Å以上、好ま
しくは１２Å以上である。一般の未改質のセリサイトの
陽イオン交換容量（ＣＥＣ）は約６.３ミリ当量／１０
０ｇであるが、本発明の膨潤性セリサイトの陽イオン交
換容量は４０〜２００ミリ当量／１００ｇに達すること
ができるので、ナノポリマー複合材料の製造に用いるこ
とができる。本発明の膨潤性セリサイトにおいては、セ
リサイトのカリウムイオンの一部がリチウムイオンに置
換されているので、通常、Ｋ2Ｏ含有量が６重量％以下
である。
リサイトの製造方法によって製造することができる。本
発明の膨潤性セリサイトの層間間隔は１０Å以上、好ま
しくは１２Å以上である。一般の未改質のセリサイトの
陽イオン交換容量（ＣＥＣ）は約６.３ミリ当量／１０
０ｇであるが、本発明の膨潤性セリサイトの陽イオン交
換容量は４０〜２００ミリ当量／１００ｇに達すること
ができるので、ナノポリマー複合材料の製造に用いるこ
とができる。本発明の膨潤性セリサイトにおいては、セ
リサイトのカリウムイオンの一部がリチウムイオンに置
換されているので、通常、Ｋ2Ｏ含有量が６重量％以下
である。
【００１４】本発明の膨潤性セリサイトは、各種ポリマ
ー材料に広く用いることができ、溶融混合、オリゴマー
の挿入、モノマー重合などによって粘土を剥離し均一に
分散させることにより、ナノ複合材料を製造することが
できる。また、必要であれば、あらかじめオリゴマーを
粘土層間に混合してから重合反応を行なうこともでき
る。これにより、粘土の分散性がより優れたものとな
る。
ー材料に広く用いることができ、溶融混合、オリゴマー
の挿入、モノマー重合などによって粘土を剥離し均一に
分散させることにより、ナノ複合材料を製造することが
できる。また、必要であれば、あらかじめオリゴマーを
粘土層間に混合してから重合反応を行なうこともでき
る。これにより、粘土の分散性がより優れたものとな
る。
【００１５】本発明の膨潤性セリサイト（改質性層状粘
土）は、導電ポリマー、ポリアニリン、ポリエステル、
シリコーン、ゴム、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチ
レンポリマー、ポリオレフィンなどに応用することがで
きる。
土）は、導電ポリマー、ポリアニリン、ポリエステル、
シリコーン、ゴム、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチ
レンポリマー、ポリオレフィンなどに応用することがで
きる。
【００１６】ポリマー複合材料 本発明のポリマー複合材料は、（ａ）５０〜９９.９５
重量％、好ましくは８０〜９９重量％のポリマーマトリ
ックスと、（ｂ）前記ポリマーマトリックス中に均一に
分散した０.０５〜５０重量％、好ましくは１〜２０重
量％の前記の本発明の膨潤性セリサイトとからなる。
重量％、好ましくは８０〜９９重量％のポリマーマトリ
ックスと、（ｂ）前記ポリマーマトリックス中に均一に
分散した０.０５〜５０重量％、好ましくは１〜２０重
量％の前記の本発明の膨潤性セリサイトとからなる。
【００１７】前記ポリマーマトリックスが、導電ポリマ
ー、ポリエステル、シリコーン、ゴム、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、スチレンポリマー、ポリオレフィン、ポ
リイミド樹脂からなる群より選ばれる。導電性ポリマー
としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ンなどがある。ポリエステルとしては、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などがある。シ
リコーンとしては、ポリジメチルシロキサン、シリコー
ンゴム、シリコーン樹脂などがある。アクリル樹脂とし
ては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレートな
どがある。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールエポ
キシ、フェノールエポキシなどがある。スチレンポリマ
ーとしては、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレ
ンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコ
ポリマーなどがある。ポリオレフィンとしては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどのポリオレフ
ィンなどがある。
ー、ポリエステル、シリコーン、ゴム、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、スチレンポリマー、ポリオレフィン、ポ
リイミド樹脂からなる群より選ばれる。導電性ポリマー
としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ンなどがある。ポリエステルとしては、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などがある。シ
リコーンとしては、ポリジメチルシロキサン、シリコー
ンゴム、シリコーン樹脂などがある。アクリル樹脂とし
ては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレートな
どがある。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールエポ
キシ、フェノールエポキシなどがある。スチレンポリマ
ーとしては、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレ
ンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレンコ
ポリマーなどがある。ポリオレフィンとしては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどのポリオレフ
ィンなどがある。
【００１８】前記膨潤性セリサイトが紫外線遮蔽力を有
していることが好ましい。
していることが好ましい。
【００１９】本発明の膨潤性セリサイトを利用すれば、
セリサイトの層状構造をポリマーマトリックス中に分散
させることができ、顆粒分散の程度しか達成できない公
知技術よりも優れているので、少量の粘土（膨潤性セリ
サイト）を加えるだけで高機械的強度の目的を達成する
ことができる。また、本発明の複合材料は、モンモリロ
ナイトを含む公知の複合材料にはない紫外線遮蔽力を有
している。
セリサイトの層状構造をポリマーマトリックス中に分散
させることができ、顆粒分散の程度しか達成できない公
知技術よりも優れているので、少量の粘土（膨潤性セリ
サイト）を加えるだけで高機械的強度の目的を達成する
ことができる。また、本発明の複合材料は、モンモリロ
ナイトを含む公知の複合材料にはない紫外線遮蔽力を有
している。
【００２０】
【実施例】前記した本発明の目的、特徴、および長所を
より一層明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施
の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳しく説明す
る。
より一層明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施
の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳しく説明す
る。
【００２１】実施例１〜５および比較例１：膨潤性セリ
サイトの製造方法 異なる比率の硝酸リチウムとセリサイトとを混合したの
ち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内で４０時間加熱し
た。か焼温度は３７０℃であった。か焼が完了したの
ち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄し、８０℃
で乾燥させた。硝酸リチウム／セリサイトの重量比はそ
れぞれ２（実施例１）、４（実施例２）、６（実施例
３）、８（実施例４）および１２（実施例５）であっ
た。カリウムイオンのＸＲＦ元素分析データを表１に示
す。比較例１として、セリサイトのデータを示す。
サイトの製造方法 異なる比率の硝酸リチウムとセリサイトとを混合したの
ち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内で４０時間加熱し
た。か焼温度は３７０℃であった。か焼が完了したの
ち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄し、８０℃
で乾燥させた。硝酸リチウム／セリサイトの重量比はそ
れぞれ２（実施例１）、４（実施例２）、６（実施例
３）、８（実施例４）および１２（実施例５）であっ
た。カリウムイオンのＸＲＦ元素分析データを表１に示
す。比較例１として、セリサイトのデータを示す。
【００２２】表１の実施例１〜５および比較例１のデー
タによると、原料セリサイトのＫ2Ｏ含有量は６.０６重
量％であり、硝酸リチウム／セリサイトの重量比が上昇
するに従って低下した。硝酸リチウム／セリサイトの重
量比が８以上であることが好ましい交換条件であり、粘
土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量を３.４２重量％程度
以下まで低下させることができた。
タによると、原料セリサイトのＫ2Ｏ含有量は６.０６重
量％であり、硝酸リチウム／セリサイトの重量比が上昇
するに従って低下した。硝酸リチウム／セリサイトの重
量比が８以上であることが好ましい交換条件であり、粘
土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量を３.４２重量％程度
以下まで低下させることができた。
【００２３】実施例６および７：膨潤性セリサイトの製
造方法 硝酸リチウム／セリサイト比が２であるサンプルを混合
したのち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内でそれぞれ
１６時間（実施例６）および９６時間（実施例７）加熱
した。か焼温度はそれぞれ３７０℃であった。か焼が完
了したのち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄
し、８０℃で乾燥させた。カリウムイオンのＸＲＦ元素
分析データを表１に示す。
造方法 硝酸リチウム／セリサイト比が２であるサンプルを混合
したのち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内でそれぞれ
１６時間（実施例６）および９６時間（実施例７）加熱
した。か焼温度はそれぞれ３７０℃であった。か焼が完
了したのち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄
し、８０℃で乾燥させた。カリウムイオンのＸＲＦ元素
分析データを表１に示す。
【００２４】実施例１、実施例６および実施例７のデー
タによると、４０時間の加熱が好ましい交換条件であ
り、粘土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量を４.７７重量
％程度まで低下させることができた。原料セリサイトの
当初のＫ2Ｏ含有量は６.０６重量％であった。
タによると、４０時間の加熱が好ましい交換条件であ
り、粘土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量を４.７７重量
％程度まで低下させることができた。原料セリサイトの
当初のＫ2Ｏ含有量は６.０６重量％であった。
【００２５】実施例８：膨潤性セリサイトの製造方法 硝酸リチウム／セリサイト重量比が６であるサンプルを
混合したのち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内で４０
時間加熱した。か焼温度は３１０℃とした。か焼が完了
したのち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄し、
８０℃で乾燥させた。カリウムイオンのＸＲＦ元素分析
データを表１に示す。
混合したのち、坩堝に入れて加圧し、高温の炉内で４０
時間加熱した。か焼温度は３１０℃とした。か焼が完了
したのち、余分な硝酸リチウムを脱イオン水で洗浄し、
８０℃で乾燥させた。カリウムイオンのＸＲＦ元素分析
データを表１に示す。
【００２６】実施例３および実施例８のデータによる
と、か焼温度が３７０℃であることが好ましい交換条件
であり、粘土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量は３.６２
重量％程度まで低下させることができた。原料セリサイ
トのＫ2Ｏ含有量は６.０６重量％であった。
と、か焼温度が３７０℃であることが好ましい交換条件
であり、粘土（セリサイト）中のＫ2Ｏ含有量は３.６２
重量％程度まで低下させることができた。原料セリサイ
トのＫ2Ｏ含有量は６.０６重量％であった。
【００２７】
【表１】
【００２８】実施例９および比較例２：膨潤性セリサイ
ト セリサイト１２５ｇを硝酸リチウム１ｋｇと混合したの
ち、坩堝に入れて加圧した、高温の炉内で４０時間加熱
した。か焼温度は３７０℃であった。か焼が完了したの
ち、脱イオン水５Ｌを加えて洗浄し、遠心分離機にかけ
て粘土（膨潤性セリサイト）を取り出した。取り出した
粘土を水６Ｌ中に分散させ、１.５時間静置したのち、
上澄液を遠心分離機にかけた。このようにして得た膨潤
性セリサイトの純度はＸＲＤ分析によると約７５％であ
った。改質した粘土（膨潤性セリサイト）のそのほかの
特性分析結果を表２に示す。イオン交換容量は７３ミリ
当量／１００ｇであった。比較例２として原料セリサイ
トの特性分析結果を示す。
ト セリサイト１２５ｇを硝酸リチウム１ｋｇと混合したの
ち、坩堝に入れて加圧した、高温の炉内で４０時間加熱
した。か焼温度は３７０℃であった。か焼が完了したの
ち、脱イオン水５Ｌを加えて洗浄し、遠心分離機にかけ
て粘土（膨潤性セリサイト）を取り出した。取り出した
粘土を水６Ｌ中に分散させ、１.５時間静置したのち、
上澄液を遠心分離機にかけた。このようにして得た膨潤
性セリサイトの純度はＸＲＤ分析によると約７５％であ
った。改質した粘土（膨潤性セリサイト）のそのほかの
特性分析結果を表２に示す。イオン交換容量は７３ミリ
当量／１００ｇであった。比較例２として原料セリサイ
トの特性分析結果を示す。
【００２９】図１ｂを参照すると、改質前のセリサイト
（比較例２）では、２θ＝８.８°；ｄ＝１０.０Åのと
きに回折ピークがあった。２θ＝９.６°；ｄ＝９.２Å
および２θ＝１２.５；ｄ＝７.１Åのときの回折ピーク
はそれぞれ葉ろう石および緑泥石の不純物により生じた
ものである。
（比較例２）では、２θ＝８.８°；ｄ＝１０.０Åのと
きに回折ピークがあった。２θ＝９.６°；ｄ＝９.２Å
および２θ＝１２.５；ｄ＝７.１Åのときの回折ピーク
はそれぞれ葉ろう石および緑泥石の不純物により生じた
ものである。
【００３０】図１ａを参照すると、Ｌｉイオン改質した
セリサイト（実施例９）は、２θ＝７.１°；ｄ＝１２.
４Åのときに新しい回折ピークが現れ、層間距離は原料
セリサイトの１０.０Åから１２.４Åに拡大していた。
この結果によって、この改質したセリサイトが膨潤性を
有していることが証明された。
セリサイト（実施例９）は、２θ＝７.１°；ｄ＝１２.
４Åのときに新しい回折ピークが現れ、層間距離は原料
セリサイトの１０.０Åから１２.４Åに拡大していた。
この結果によって、この改質したセリサイトが膨潤性を
有していることが証明された。
【００３１】
【表２】
【００３２】実施例１０および比較例３：ポリマー複合
材料 カプロラタム（ＣＰＬ）５０ｇを脱イオン水１０ｍｌに
加え、８０℃に予熱した圧力鍋に入れて攪拌、溶解し、
膨潤性セリサイト２５ｇとリン酸（８５重量％）１.７
ｍｌとをそれぞれ導入した。３０分攪拌したのち、カプ
ロラタム４５０ｇをさらに加え、２７０℃に加熱した。
３０分間温度を維持し、排圧して、２６０℃に温度を下
げ、６時間温度を維持したのち、加熱を終了した。サン
プルを粉末にして熱湯で洗い、乾燥させて試料片に押し
つけた。
材料 カプロラタム（ＣＰＬ）５０ｇを脱イオン水１０ｍｌに
加え、８０℃に予熱した圧力鍋に入れて攪拌、溶解し、
膨潤性セリサイト２５ｇとリン酸（８５重量％）１.７
ｍｌとをそれぞれ導入した。３０分攪拌したのち、カプ
ロラタム４５０ｇをさらに加え、２７０℃に加熱した。
３０分間温度を維持し、排圧して、２６０℃に温度を下
げ、６時間温度を維持したのち、加熱を終了した。サン
プルを粉末にして熱湯で洗い、乾燥させて試料片に押し
つけた。
【００３３】図２ｂのＸＲＤチャートは膨潤性セリサイ
トの層間間隔が１２.１Åから４４Åに拡大したことを
示しており、非膨潤性セリサイト（ｄ間隔＝１０Å）の
一部分および不純物が結晶の状態でサンプル中に存在し
ている。さらに、図４のＴＥＭ写真により、実施例１０
の膨潤性セリサイトが剥離、分散した状態でナイロン６
とナノ複合材料を形成したことが証明された。図４中の
黒い部分は不純物によって生じたものである。
トの層間間隔が１２.１Åから４４Åに拡大したことを
示しており、非膨潤性セリサイト（ｄ間隔＝１０Å）の
一部分および不純物が結晶の状態でサンプル中に存在し
ている。さらに、図４のＴＥＭ写真により、実施例１０
の膨潤性セリサイトが剥離、分散した状態でナイロン６
とナノ複合材料を形成したことが証明された。図４中の
黒い部分は不純物によって生じたものである。
【００３４】比較例４：ポリマー複合材料 カプロラタム（ＣＰＬ）５０ｇを脱イオン水１０ｍｌに
加え、８０℃に予熱した圧力鍋に入れて攪拌、溶解し、
非膨潤性セリサイト２５ｇとリン酸（８５重量％）１.
７ｍｌとをそれぞれ導入した。３０分攪拌したのち、カ
プロラタム４５０ｇをさらに加え、２７０℃に加熱し
た。３０分間温度を維持し、排圧して、２６０℃に温度
を下げ、６時間温度を維持したのち、加熱を終了した。
サンプルを粉末にして熱湯で洗い、乾燥させて押しつぶ
した。ＸＲＤ分析により、未改質のセリサイトは分散し
ていない顆粒の状態でナイロン６ポリマー中に存在して
いることが示された。
加え、８０℃に予熱した圧力鍋に入れて攪拌、溶解し、
非膨潤性セリサイト２５ｇとリン酸（８５重量％）１.
７ｍｌとをそれぞれ導入した。３０分攪拌したのち、カ
プロラタム４５０ｇをさらに加え、２７０℃に加熱し
た。３０分間温度を維持し、排圧して、２６０℃に温度
を下げ、６時間温度を維持したのち、加熱を終了した。
サンプルを粉末にして熱湯で洗い、乾燥させて押しつぶ
した。ＸＲＤ分析により、未改質のセリサイトは分散し
ていない顆粒の状態でナイロン６ポリマー中に存在して
いることが示された。
【００３５】実施例１１：膨潤性セリサイト 実施例１０と同様にして改質したセリサイト（膨潤性セ
リサイト）を水中に分散させ、各波長にＵＶスキャナー
を施した。得られたスペクトルを図３ａに示す。セリサ
イトは２６２ｎｍ付近で吸収ピークを示しており、一般
のモンモリロナイトの吸収ピーク（図３ｂを参照）とは
非常に弱いので、このセリサイトは紫外線遮蔽力が顕著
である。モンモリロナイトの透過率が４４.６４％に達
するのに対して、０.１重量％の粘土（膨潤性セリサイ
ト）懸濁液は３４５ｎｍのときの透過率が４.５２％に
すぎなかった。
リサイト）を水中に分散させ、各波長にＵＶスキャナー
を施した。得られたスペクトルを図３ａに示す。セリサ
イトは２６２ｎｍ付近で吸収ピークを示しており、一般
のモンモリロナイトの吸収ピーク（図３ｂを参照）とは
非常に弱いので、このセリサイトは紫外線遮蔽力が顕著
である。モンモリロナイトの透過率が４４.６４％に達
するのに対して、０.１重量％の粘土（膨潤性セリサイ
ト）懸濁液は３４５ｎｍのときの透過率が４.５２％に
すぎなかった。
【００３６】本発明の好ましい実施例を前述のとおり開
示したが、これらは決して本発明を限定するものではな
く、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と
領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えること
ができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で
指定した内容を基準とする。
示したが、これらは決して本発明を限定するものではな
く、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と
領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えること
ができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で
指定した内容を基準とする。
【００３７】
【発明の効果】本発明の膨張性セリサイトおよびポリマ
ーを用いて重合反応を行なうことによって、層状セリサ
イトが剥離、分散したナノ複合材料を製造することがで
き、セリサイトの分散が劣っていた公知技術の欠点を克
服することができる。本発明のポリマー複合材料は、高
機械的強度および高耐熱性のほか、優れた紫外線遮蔽力
を有する新規のナノ複合材料である。
ーを用いて重合反応を行なうことによって、層状セリサ
イトが剥離、分散したナノ複合材料を製造することがで
き、セリサイトの分散が劣っていた公知技術の欠点を克
服することができる。本発明のポリマー複合材料は、高
機械的強度および高耐熱性のほか、優れた紫外線遮蔽力
を有する新規のナノ複合材料である。
【図１】（ａ）は改質後のセリサイト（実施例９）のＸ
ＲＤチャートであり、（ｂ）は改質前のセリサイト（比
較例２）のＸＲＤチャートである。
ＲＤチャートであり、（ｂ）は改質前のセリサイト（比
較例２）のＸＲＤチャートである。
【図２】（ａ）は実施例１０の改質後のセリサイトのＸ
ＲＤチャートであり、（ｂ）はナイロン６／セリサイト
複合材料のＸＲＤチャートである。
ＲＤチャートであり、（ｂ）はナイロン６／セリサイト
複合材料のＸＲＤチャートである。
【図３】（ａ）は実施例１１の改質後のセリサイトのＵ
Ｖチャートであり、（ｂ）は一般のモンモリロナイトの
ＵＶチャートである。
Ｖチャートであり、（ｂ）は一般のモンモリロナイトの
ＵＶチャートである。
【図４】実施例１０のポリマー複合材料のＴＥＭ写真で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黄 芝蘭 台湾新竹市東勢里11鄰東明街100号４樓 Ｆターム(参考） 4G073 BA02 BA03 BA05 BA69 BA75 CM24 CP01 FC25 FD05 FD08 GA06 GA21 UA08 UB19 4J002 AA001 BB031 BB121 BC021 BC031 BC061 BG041 BG051 BG061 BN151 CD001 CD041 CD051 CE001 CF061 CF071 CG001 CM011 CM041 CP031 DJ006 DJ056 FB076 FD016
Claims (11)
- 【請求項１】 セリサイトの０.１〜２０重量倍の加熱
溶融した硝酸リチウムを用いてセリサイトのイオン交換
を行なわせる膨潤性セリサイトの製造方法。 - 【請求項２】 セリサイトの２〜１２重量倍の硝酸リチ
ウムを用いる請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 ２６０〜４２０℃の温度に加熱してイオ
ン交換を行なわせる請求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】 前記膨潤性セリサイトの層間距離が１０
Å以上である請求項１記載の製造方法。 - 【請求項５】 前記膨潤性セリサイトのＫ2Ｏ含有量が
６重量％以下である請求項１記載の製造方法。 - 【請求項６】 前記膨潤性セリサイトの陽イオン交換容
量が４０〜２００ミリ当量／１００ｇである請求項１記
載の製造方法。 - 【請求項７】 イオン交換後、沈殿または遠心分離によ
って不純物を除去する請求項１記載の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６または７
記載の製造方法によって製造された膨潤性セリサイト。 - 【請求項９】 （ａ）５０〜９９.９５重量％のポリマ
ーマトリックスと、（ｂ）前記ポリマーマトリックス中
に均一に分散した０.０５〜５０重量％の請求項８記載
の膨潤性セリサイトとからなるポリマー複合材料。 - 【請求項１０】 前記ポリマーマトリックスが、導電ポ
リマー、ポリエステル、シリコーン、ゴム、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、スチレンポリマー、ポリオレフィン
およびポリイミド樹脂からなる群より選ばれる請求項９
記載のポリマー複合材料。 - 【請求項１１】 前記膨潤性セリサイトが紫外線遮蔽力
を有している請求項９記載のポリマー複合材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW89110120A TW460427B (en) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Process for manufacturing swellable sericite and applications thereof |
| TW89110120 | 2000-05-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002020115A true JP2002020115A (ja) | 2002-01-23 |
| JP3468747B2 JP3468747B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=21659852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000330956A Expired - Fee Related JP3468747B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-10-30 | 膨潤性セリサイトの製造方法およびその用途 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468747B2 (ja) |
| TW (1) | TW460427B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255661A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Japan Matekkusu Kk | パッキン材料及びこの材料を用いたグランドパッキン |
| WO2024024905A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | ニチアス株式会社 | シート、シール材、燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232481B1 (en) | 2006-05-03 | 2007-06-19 | Ming-Hui Chou | Method to produce an anti-swelling mica |
| CN104743562A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-07-01 | 济宁利特纳米技术有限责任公司 | 一种绢云母纳米微片的制备方法 |
| CN108502894B (zh) * | 2018-04-23 | 2020-09-25 | 中国科学院广州地球化学研究所 | 一种快速离子交换的方法、减电荷黏土矿物及其制备方法 |
-
2000
- 2000-05-25 TW TW89110120A patent/TW460427B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-10-30 JP JP2000330956A patent/JP3468747B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2010255661A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Japan Matekkusu Kk | パッキン材料及びこの材料を用いたグランドパッキン |
| WO2024024905A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | ニチアス株式会社 | シート、シール材、燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW460427B (en) | 2001-10-21 |
| JP3468747B2 (ja) | 2003-11-17 |
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