JP2013112560A - Layered double hydroxide particle group, method for producing the same, layered double hydroxide dispersion, and layered double hydroxide-added resin - Google Patents
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この発明は、層状複水酸化物粒子群およびその製造方法、並びに層状複水酸化物分散液、層状複水酸化物添加樹脂に関するものである。 The present invention relates to a layered double hydroxide particle group, a production method thereof, a layered double hydroxide dispersion, and a layered double hydroxide-added resin.
ハイドロタルサイト等の層状複水酸化物は、層間に種々のイオンや分子等を挿入できる構造を有しており、陰イオン交換機能を発現させることができる。このため、当該陰イオン交換機能を利用して、イオン交換剤、吸着剤、脱臭剤等の用途に利用されている。例えば、ハロゲンを含有する樹脂組成物は、熱や光に対して不安定であり、製造時や使用時の加熱や紫外線によって変色したり劣化したりする。このため、ハイドロタルサイトの粉末が、安定化剤として使用されている。またその他にも、層状複水酸化物は、各種触媒や塗料、インキ等に使用されている(例えば、特許文献1参照)。 Layered double hydroxides such as hydrotalcite have a structure in which various ions, molecules and the like can be inserted between layers, and can exhibit an anion exchange function. For this reason, it is utilized for uses, such as an ion exchange agent, an adsorbent, and a deodorizing agent, using the said anion exchange function. For example, a resin composition containing a halogen is unstable with respect to heat and light, and is discolored or deteriorated by heating or ultraviolet rays during production or use. For this reason, hydrotalcite powder is used as a stabilizer. In addition, layered double hydroxides are used in various catalysts, paints, inks, and the like (see, for example, Patent Document 1).
一方、陰イオン交換機能等を高めるために、結晶子サイズを20nm以下にした層状複水酸化物がある(例えば、特許文献2参照)。これを安定化剤や各種触媒、塗料、インキ等に用いれば、更なる効果の向上が期待できる。 On the other hand, in order to enhance the anion exchange function and the like, there is a layered double hydroxide having a crystallite size of 20 nm or less (see, for example, Patent Document 2). If this is used for stabilizers, various catalysts, paints, inks, etc., further improvement of the effect can be expected.
しかしながら、結晶子サイズを20nm以下にした層状複水酸化物は、その製造過程において結晶が凝集してしまい、細かく分散させるのが困難であるという課題があった。 However, the layered double hydroxide having a crystallite size of 20 nm or less has a problem that crystals are aggregated during the production process and are difficult to disperse finely.
そこで本発明は、粒度の小さい層状複水酸化物粒子群およびその製造方法、並びにこれらを用いた層状複水酸化物分散液、層状複水酸化物添加樹脂を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a layered double hydroxide particle group having a small particle size, a production method thereof, a layered double hydroxide dispersion using these, and a layered double hydroxide-added resin.
上記目的を達成するために、本発明における層状複水酸化物粒子群の製造方法は、一般式がM2+ 1-xM3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(ここで、M2+は2価の金属、M3+は3価の金属、An-はn価の陰イオン、0<x<1、m>0)で表され、平均結晶子サイズが20nm以下である層状複水酸化物の凝集体粒子からなる層状複水酸化物粒子群を含有する混合液を調製する混合液調製工程と、前記凝集体粒子を遠心分離し、比重差を利用して凝集体粒子の平均粒径を下げる分級工程と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for producing a layered double hydroxide particle group in the present invention has a general formula of M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n− ) x / n · mH 2 O (wherein, M 2+ is a divalent metal, M 3+ is a trivalent metal, a n-n-valent anion, 0 <x <1, m > 0) is represented by the average crystal A mixed solution preparation step for preparing a mixed solution containing a group of layered double hydroxide particles composed of layered double hydroxide aggregate particles having a child size of 20 nm or less, and the aggregate particles are centrifuged to obtain a difference in specific gravity And a classification step for reducing the average particle size of the aggregate particles.
この場合、前記分級工程は、前記遠心分離によって前記凝集体粒子の平均粒径を20μm以下に下げる方が好ましい。また、前記分級工程の後、層状複水酸化物粒子群を含有する混合液を脱水し、乾燥しても良い。また、前記分級工程は、前記凝集体粒子を乾燥した後、遠心分離によって前記凝集体粒子の平均粒径を20μm以下に下げるようにしても良い。また、前記凝集体粒子の表面を高級脂肪酸によって被覆する表面処理工程を有する方が好ましい。また、前記混合液調製工程は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合して一般式がM2+ 1-xM3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(ここで、M2+は2価の金属、M3+は3価の金属、An-はn価の陰イオン、0<x<1、m>0)で表される層状複水酸化物を生成した後、120分以内に前記層状複水酸化物の熟成を停止するものであっても良い。更に、前記層状複水酸化物は、平均結晶子サイズが10nm以下である方が好ましい。 In this case, it is preferable that the classifying step lowers the average particle size of the aggregate particles to 20 μm or less by the centrifugal separation. Moreover, after the classification step, the mixed solution containing the layered double hydroxide particle group may be dehydrated and dried. In the classification step, after the aggregate particles are dried, the average particle size of the aggregate particles may be lowered to 20 μm or less by centrifugation. Moreover, it is preferable to have a surface treatment step for coating the surface of the aggregate particles with higher fatty acids. In the mixed solution preparation step, an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing alkali are mixed, and the general formula is M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n− ). x / n · mH 2 O (wherein, M 2+ is a divalent metal, M 3+ is a trivalent metal, a n-n-valent anion, 0 <x <1, m > 0) with After producing the layered double hydroxide represented, the aging of the layered double hydroxide may be stopped within 120 minutes. Furthermore, the layered double hydroxide preferably has an average crystallite size of 10 nm or less.
また、本発明の層状複水酸化物粒子群は、一般式がM2+ 1-xM3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(ここで、M2+は2価の金属、M3+は3価の金属、An-はn価の陰イオン、0<x<1、m>0)で表され、平均結晶子サイズが20nm以下である層状複水酸化物の凝集体粒子からなるものであって、前記凝集体粒子の平均粒径が20μm以下であることを特徴とする。 The layered double hydroxide particles of the present invention have a general formula of M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n− ) x / n · mH 2 O (where M 2+ divalent metal, M 3+ is a trivalent metal, a n-n-valent anion, 0 <represented by x <1, m> 0), layered double the average crystallite size is 20nm or less It consists of hydroxide aggregate particles, wherein the average particle diameter of the aggregate particles is 20 μm or less.
この場合、前記凝集体粒子の表面は、高級脂肪酸によって被覆されている方が好ましい。 In this case, the surface of the aggregate particles is preferably coated with higher fatty acids.
また、本発明の層状複水酸化物分散液は、上述した本発明の層状複水酸化物粒子群が液体中に分散していることを特徴とする。 The layered double hydroxide dispersion of the present invention is characterized in that the layered double hydroxide particles of the present invention described above are dispersed in a liquid.
また、本発明の層状複水酸化物添加樹脂は、樹脂中に上述した本発明の層状複水酸化物粒子群を含有することを特徴とする。 Moreover, the layered double hydroxide-added resin of the present invention is characterized by containing the above-described layered double hydroxide particle group of the present invention in the resin.
本発明によれば、簡単な工程で、凝集体粒子の平均粒径の小さい層状複水酸化物粒子群を製造できる。また、この層状複水酸化物粒子群を用いて、層状複水酸化物分散液、層状複水酸化物添加樹脂を製造することができる。 According to the present invention, a group of layered double hydroxide particles having a small average particle diameter of aggregate particles can be produced by a simple process. Moreover, a layered double hydroxide dispersion and a layered double hydroxide-added resin can be produced using this layered double hydroxide particle group.
以下に、本発明の層状複水酸化物粒子群およびその製造方法について説明する。 Hereinafter, the layered double hydroxide particles of the present invention and the production method thereof will be described.
本発明の層状複水酸化物粒子群の製造方法は、平均結晶子サイズが20nm以下である層状複水酸化物の凝集体粒子からなる層状複水酸化物粒子群を含有する混合液を調製する混合液調製工程と、当該混合液を遠心分離し、比重差を利用して凝集体粒子の平均粒径を下げる分級工程と、からなる。 The method for producing a layered double hydroxide particle group of the present invention prepares a mixed solution containing a layered double hydroxide particle group composed of aggregated particles of a layered double hydroxide having an average crystallite size of 20 nm or less. It consists of a mixed solution preparation step, and a classification step of centrifuging the mixed solution to reduce the average particle size of the aggregate particles by utilizing the specific gravity difference.
ここで、層状複水酸化物とは、一般式がM2+ 1-xM3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(ここで、M2+は2価の金属、M3+は3価の金属、An-はn価の陰イオン、0<x<1、m>0)で表されるものを意味する。また、平均結晶子サイズとは、X線回折装置を用いてシェラーの方法により求めたものを意味する。 Here, the layered double hydroxide has a general formula of M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n− ) x / n · mH 2 O (where M 2+ is divalent) metal, M 3+ is a trivalent metal, a n-means those represented by the n-valent anion, 0 <x <1, m > 0). The average crystallite size means a value obtained by the Scherrer method using an X-ray diffractometer.
また、凝集体粒子とは、層状複水酸化物の結晶が複数凝集して形成された粒子を意味する。また、凝集体粒子の粒径とは、レーザー回折・散乱法を用いて計測した凝集体粒子の粒径を意味する。例えば、株式会社セイシン企業のレーザー回折散乱式粒度分布測定器(型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した粒径を用いることができる。また、平均粒径とは、小さい粒子径側から凝集体の体積を合計した値が全体の50%に達する時の粒径を意味する。 The aggregate particles mean particles formed by agglomerating a plurality of layered double hydroxide crystals. The particle size of the aggregate particles means the particle size of the aggregate particles measured using a laser diffraction / scattering method. For example, the particle diameter measured using the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (model: LMS-2000e-MU) of Seishin Co., Ltd. can be used. The average particle size means the particle size when the total value of the aggregate volume from the small particle size side reaches 50% of the total.
混合液調製工程は、分級工程で遠心分離ができるように、層状複水酸化物と水との混合液を調製するものであるが、層状複水酸化物を製造する過程で生じるスラリーをそのまま用いても良い。 The mixed solution preparation step is to prepare a mixed solution of layered double hydroxide and water so that it can be centrifuged in the classification step, but the slurry produced in the process of producing the layered double hydroxide is used as it is. May be.
層状複水酸化物はどのように製造しても良いが、例えば、一般式が、Mg2+ 1-xAl3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(An-はn価の陰イオン、m>0)の層状複水酸化物の製造方法について以下に説明する。 The layered double hydroxide may be produced by any method. For example, the general formula is Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n- ) x / n · mH 2 O (A n- is explained below a method for manufacturing the n-valent layered double hydroxide anion, m> 0).
まず、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液を調製する。 First, an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions is prepared.
アルミニウムイオンのアルミニウム源としては、水中でアルミニウムイオンを生成するものであれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、アルミナ、アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、ボーキサイト、ボーキサイトからのアルミナ製造残渣、アルミスラッジ等を用いることができる。また、これらアルミニウム源は、いずれかを単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いても良い。 Any aluminum source may be used as long as it generates aluminum ions in water, and is not limited to a specific substance. For example, alumina, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, bauxite, alumina production residue from bauxite, aluminum sludge and the like can be used. These aluminum sources may be used alone or in combination of two or more.
また、マグネシウムイオンのマグネシウム源としては、水中でマグネシウムイオンを生成する物であれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、ブルーサイト、水酸化マグネシウム、マグネサイト、マグネサイトの焼成物等を用いることができる。これらマグネシウム源は、いずれかを単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いても良い。 The magnesium source of magnesium ions is not limited to a specific substance as long as it is a substance that generates magnesium ions in water. For example, calcite of brucite, magnesium hydroxide, magnesite, magnesite, or the like can be used. Any of these magnesium sources may be used alone or in combination of two or more.
なお、前記アルミニウム源としてのアルミニウム化合物、マグネシウム源としてのマグネシウム化合物は、前記酸性溶液にアルミニウムイオン、マグネシウムイオンが存在していれば完全に溶解している必要はない。したがって、酸性溶液中に溶解していないアルミニウム化合物やマグネシウム化合物を含んでいても問題なく層状複水酸化物を製造することができる。 The aluminum compound as the aluminum source and the magnesium compound as the magnesium source do not need to be completely dissolved if aluminum ions and magnesium ions are present in the acidic solution. Therefore, even if it contains the aluminum compound and magnesium compound which are not melt | dissolved in an acidic solution, a layered double hydroxide can be manufactured without a problem.
一般式Mg2+ 1-xAl3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2Oで表わされる高結晶質の層状複水酸化物は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル比が1:3(x=0.25)となっていることが知られている。したがって、酸性溶液中のアルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル比は、1:5〜1:2の範囲とするのが好ましい。この範囲とすることによって、アルミニウム源とマグネシウム源を無駄にすることなく、物質収支的に有利に層状複水酸化物を製造することができる。 The highly crystalline layered double hydroxide represented by the general formula Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n- ) x / n · mH 2 O has a molar ratio of aluminum ion to magnesium ion. Is known to be 1: 3 (x = 0.25). Therefore, the molar ratio of aluminum ions to magnesium ions in the acidic solution is preferably in the range of 1: 5 to 1: 2. By setting it as this range, a layered double hydroxide can be produced advantageously in terms of mass balance without wasting the aluminum source and the magnesium source.
また、前記酸性溶液を酸性に調整するには、硝酸又は塩酸を用いるのが好ましい。 In order to adjust the acidic solution to be acidic, nitric acid or hydrochloric acid is preferably used.
次に、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含んだ前記酸性溶液を、アルカリを含むアルカリ性溶液と混合する。このアルカリ性溶液は、pHが8〜11のものを用いるのが好ましい。
なお、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合は、酸性溶液をアルカリ性溶液へ一気に加えて混合するか、酸性溶液をアルカリ性溶液へ滴下して行うことができるが、好ましくは、混合する際の撹拌能力に応じて酸性溶液とアルカリ性溶液を適量ずつ混合する方が良い。勿論、酸性溶液とアルカリ性溶液を十分に撹拌できるものであれば、これら以外の方法であっても構わない。
Next, the acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions is mixed with an alkaline solution containing alkali. This alkaline solution preferably has a pH of 8-11.
The mixing of the acidic solution and the alkaline solution can be performed by adding the acidic solution to the alkaline solution at once, or by dropping the acidic solution into the alkaline solution. Preferably, depending on the stirring ability at the time of mixing. It is better to mix an appropriate amount of acidic solution and alkaline solution. Of course, other methods may be used as long as the acidic solution and the alkaline solution can be sufficiently stirred.
ここで、アルカリ性溶液に含まれるアルカリとしては、水溶液をアルカリ性とするものであれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどを用いることができる。また、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、アンモニア水、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウムなども用いることができる。これらアルカリはいずれかを単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いても良い。 Here, the alkali contained in the alkaline solution is not limited to a specific substance as long as the aqueous solution is alkaline. For example, sodium hydroxide or calcium hydroxide can be used. Further, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, aqueous ammonia, sodium borate, potassium borate and the like can also be used. Any of these alkalis may be used alone or in combination of two or more.
また、高結晶質の層状複水酸化物は炭酸イオンと優先的にイオン交換するため、炭酸イオンを含むと目的とする陰イオンと効率良くイオン交換できない。したがって、層状複水酸化物においても、目的とする陰イオンと効率良くイオン交換させるために、前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まないようにするのが好ましい。 In addition, since the highly crystalline layered double hydroxide is preferentially ion-exchanged with carbonate ions, it cannot be efficiently ion-exchanged with the intended anion if carbonate ions are contained. Therefore, in the layered double hydroxide, it is preferable that the acidic solution and the alkaline solution do not contain carbonate ions in order to efficiently exchange ions with the target anions.
なお、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後、熟成を行わないようにすれば、層状複水酸化物の結晶を成長させることなく、結晶子サイズ(結晶子の大きさ)の小さい層状複水酸化物を製造することができる。結晶子サイズは、20nm以下、好ましくは10nm以下になるように、なるべく早く熟成を止めるのが好ましい。 If the aging is not performed after the mixing of the acidic solution and the alkaline solution is completed, the layered compound having a small crystallite size (crystallite size) can be obtained without growing the layered double hydroxide crystal. Hydroxides can be produced. The ripening is preferably stopped as soon as possible so that the crystallite size is 20 nm or less, preferably 10 nm or less.
熟成を行わないようにするには、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後、当該混合液のpHを層状複水酸化物の結晶成長が止まる値まで下げれば良い。例えば、一般式がMg2+ 1-xAl3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2Oで表される層状複水酸化物は、pHを9以下とすれば熟成を止めることができる。また、一般式Zn2+ 1-xAl3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2O(An-はn価の陰イオン、m>0)で表される層状複水酸化物は、pHを5以下とすれば熟成を止めることができる。 In order not to perform aging, after the mixing of the acidic solution and the alkaline solution is completed, the pH of the mixed solution may be lowered to a value at which the crystal growth of the layered double hydroxide stops. For example, a layered double hydroxide represented by the general formula Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n- ) x / n · mH 2 O is aged when the pH is 9 or less. Can be stopped. In addition, a layered form represented by the general formula Zn 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n− ) x / n · mH 2 O (A n− is an n-valent anion, m> 0) The aging of the double hydroxide can be stopped if the pH is 5 or less.
また、水分を除去することによっても、熟成を止めることができる。水分を除去するためには、吸引濾過、遠心分離など適当な方法を用いることができる。 Moreover, ripening can also be stopped by removing moisture. In order to remove moisture, an appropriate method such as suction filtration or centrifugation can be used.
したがって、一般式Mg2+ 1-xAl3+ x(OH)2(An-)x/n・mH2Oで表される層状複水酸化物の結晶子サイズを20nm以下にするには、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後120分以内好ましくは同時に、混合液のpHを9以下に調整すれば良い。pHを9以下とするにはどのような方法を用いても良いが、例えば、酸性溶液とアルカリ性溶液を混合した後、直ちに水で希釈する方法がある。もちろん、酸性溶液とアルカリ性溶液と混合した後120分以内好ましくは同時に、吸引濾過や遠心分離等によって水分を除去しても良い。また、確実に熟成を行わせないためには、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後、速やかに層状複水酸化物を洗浄するのも良い。なお、合成過程で生成されるNaCl等の塩化物は使用目的に応じて洗浄しても含有させておいても構わない。 Therefore, to reduce the crystallite size of the layered double hydroxide represented by the general formula Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n− ) x / n · mH 2 O to 20 nm or less The pH of the mixed solution may be adjusted to 9 or less preferably within 120 minutes after the mixing of the acidic solution and the alkaline solution is completed. Any method may be used to adjust the pH to 9 or less. For example, there is a method in which an acidic solution and an alkaline solution are mixed and then immediately diluted with water. Of course, water may be removed by suction filtration, centrifugation, etc. within 120 minutes after mixing the acidic solution and the alkaline solution. In order to prevent the aging from occurring, the layered double hydroxide may be washed immediately after the mixing of the acidic solution and the alkaline solution is completed. The chloride such as NaCl produced in the synthesis process may be washed or contained according to the purpose of use.
分級工程は、比重差を利用して凝集体粒子を遠心分離し、凝集体粒子の平均粒径を下げるものである。 In the classification step, the aggregate particles are centrifuged using the specific gravity difference to lower the average particle diameter of the aggregate particles.
遠心分離は、上述した混合液を湿式分級によって分離する方法や、混合液を乾燥させた後、乾式分級によって分離する方法がある。 Centrifugation includes a method of separating the liquid mixture described above by wet classification, and a method of separating the liquid mixture by dry classification after drying the liquid mixture.
湿式分級の場合には、例えば、一般的に知られている固液分離装置を用いて行うことができる。乾式分級の場合には、まず混合液を乾燥させる必要がある。乾燥は、通常の乾燥でも良いが、減圧しながら高速の熱風で乾燥させる気流式乾燥機を用いると分散効果で凝集体粒子が微細化される点で好ましい。 In the case of wet classification, for example, a generally known solid-liquid separator can be used. In the case of dry classification, it is necessary to dry the mixed solution first. Drying may be ordinary drying, but an airflow dryer that is dried with high-speed hot air while reducing the pressure is preferable in that the aggregate particles are refined by a dispersion effect.
なお、従来は、樹脂等に添加する凝集体粒子の平均粒径を2μm以下にするのが好ましいとされていた。しかしながら、本願では、層状複水酸化物の平均結晶子サイズを従来の層状複水酸化物の10分の1としたことにより、同一体積当たりの表面積が10倍となった。したがって、凝集体粒子の平均粒径は20μm以下に調製すれば良い。 Conventionally, it has been considered preferable that the average particle size of the aggregate particles added to the resin or the like is 2 μm or less. However, in the present application, the average crystallite size of the layered double hydroxide is set to one tenth of that of the conventional layered double hydroxide, thereby increasing the surface area per volume by a factor of ten. Therefore, the average particle diameter of the aggregate particles may be adjusted to 20 μm or less.
また、分級工程の前に、更に、凝集体粒子の表面を高級脂肪酸によって被覆する表面処理工程を有していても良い。高級脂肪酸による凝集体粒子表面の被覆は、乾式表面処理、湿式表面処理いずれでも行うことができる。 Moreover, you may have the surface treatment process which coat | covers the surface of an aggregate particle with a higher fatty acid further before a classification | category process. The surface of the aggregate particles with the higher fatty acid can be applied by either a dry surface treatment or a wet surface treatment.
湿式表面処理を行う場合は、凝集体粒子が分散している分散液に、高級脂肪酸塩水溶液を添加して水温を20〜90℃に調整して混合攪拌することにより、又は、必要により、混合攪拌後にpH値を調整することにより、凝集体粒子の粒子表面を、高級脂肪酸で被覆し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕等すれば良い。高級脂肪酸塩としては、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等を用いることができる。 When wet surface treatment is performed, a higher fatty acid salt aqueous solution is added to the dispersion in which aggregate particles are dispersed, and the water temperature is adjusted to 20 to 90 ° C. and mixed and stirred, or if necessary, mixed. By adjusting the pH value after stirring, the particle surfaces of the aggregate particles may be coated with higher fatty acids, and then filtered, washed with water, dried, pulverized, and the like. As the higher fatty acid salt, sodium stearate, sodium laurate, sodium oleate and the like can be used.
乾式表面処理を行う場合は、凝集体粒子粉末をヘンシェルミキサー、サンドミル、エッジランナー、タニナカ式粉砕機、らいかい機等に入れ、高級脂肪酸を添加して乾式混合すれば良い。高級脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、オレイン酸等を用いることができる。 In the case of performing a dry surface treatment, the aggregated particle powder may be put into a Henschel mixer, a sand mill, an edge runner, a Taninaka grinder, a raker, etc., and a higher fatty acid may be added and dry mixed. As the higher fatty acid, stearic acid, lauric acid, oleic acid and the like can be used.
高級脂肪酸塩又は高級脂肪酸の添加量は、層状複水酸化物粒子群に対し、C換算で0.2〜20.0重量%である。0.2重量%未満である場合には、粒子表面に充分な量の高級脂肪酸を被覆することが困難である。また、20.0重量%を超える場合には、被覆効果が飽和するためである。 The addition amount of the higher fatty acid salt or higher fatty acid is 0.2 to 20.0% by weight in terms of C with respect to the layered double hydroxide particle group. When it is less than 0.2% by weight, it is difficult to coat a sufficient amount of higher fatty acid on the particle surface. Moreover, it is because a coating effect will be saturated when it exceeds 20.0 weight%.
このように調製された層状複水酸化物粒子群は、水に分散したまま層状複水酸化物粒子分散液として用いても良いが、層状複水酸化物粒子群を含有する混合液を脱水、乾燥して、粉状にしても良い。例えば、フィルタプレスにより所定の圧力をかけて水分をできるだけ除去した後、乾燥炉で乾燥させれば良い。 The layered double hydroxide particle group thus prepared may be used as a layered double hydroxide particle dispersion while being dispersed in water, but the mixed liquid containing the layered double hydroxide particle group is dehydrated, It may be dried and powdered. For example, after removing moisture as much as possible by applying a predetermined pressure with a filter press, it may be dried in a drying furnace.
このように製造された層状複水酸化物粒子群は、再度水その他の液体に分散させて層状複水酸化物分散液として用いることができる。また、塩化ビニルやポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂に分散させた層状複水酸化物添加樹脂として用いることもできる。樹脂に分散させる場合には、液状の樹脂に直接分散させても良いし、一旦ペレットを作製し、当該ペレットを用いて分散させても良い。 The layered double hydroxide particles thus produced can be dispersed again in water or other liquids and used as a layered double hydroxide dispersion. It can also be used as a layered double hydroxide-added resin dispersed in a resin such as vinyl chloride, polypropylene, or polyethylene. When dispersed in a resin, it may be directly dispersed in a liquid resin, or a pellet may be once produced and dispersed using the pellet.
以下に、本発明の層状複水酸化物粒子群およびその製造方法の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples of the layered double hydroxide particle group and the production method thereof according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
層状複水酸化物において、2価の金属陽イオンとしてはマグネシウムイオン、3価の金属陽イオンとしてはアルミニウムイオンを用いた。酸性溶液は、マグネシウム源として硝酸マグネシウム六水和物1molと、アルミニウム源として硝酸アルミニウム九水和物0.5molを蒸留水1Lに溶かして調製した。また、アルカリ性溶液としては、水酸化ナトリウム3molと炭酸ナトリウム0.25molを蒸留水1Lに溶かして調製した。このアルカリ性溶液に熟成を行わないように酸性溶液を一気に加え、化学式が[Mg5.33Al2.67(OH)16][(CO3)1.335・4H2O]で表わされる層状複水酸化物を含む混合液(試料1)を作製した。当該層状複水酸化物の結晶子サイズをX線回折装置を用いてシェラーの方法により求めたところ、平均結晶子サイズは9.1nmであった。 In the layered double hydroxide, magnesium ion was used as the divalent metal cation, and aluminum ion was used as the trivalent metal cation. The acidic solution was prepared by dissolving 1 mol of magnesium nitrate hexahydrate as a magnesium source and 0.5 mol of aluminum nitrate nonahydrate as an aluminum source in 1 L of distilled water. Further, an alkaline solution was prepared by dissolving 3 mol of sodium hydroxide and 0.25 mol of sodium carbonate in 1 L of distilled water. An acidic solution is added to the alkaline solution so as not to ripen, and the mixture contains a layered double hydroxide represented by the chemical formula [Mg 5.33 Al 2.67 (OH) 16 ] [(CO 3 ) 1.335 · 4H 2 O]. A liquid (sample 1) was prepared. When the crystallite size of the layered double hydroxide was determined by the Scherrer method using an X-ray diffractometer, the average crystallite size was 9.1 nm.
また、試料1の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定器(株式会社セイシン企業/型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した。粒子径と全体積に対する相対粒子量(%)および小さい粒子径側からの体積の積算値(%)の結果を表1に示す。
Moreover, the particle size distribution of the
次に、試料1を固液分離装置(株式会社CMS/固液分離装置レックス)で遠心分離し、試料2を得た。この試料2の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定器(株式会社セイシン企業/型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した。粒子径と全体積に対する相対粒子量(%)および小さい粒子径側からの体積の積算値(%)の結果を表2に示す。また、試料1と試料2の粒度分布を表わすグラフを図1に示す。
Next, the
試料1のでは、平均粒径が40.870μm、最大粒径が741.259μmであるのに対し、試料2では、平均粒径が14.051μm、最大粒径が40.870μmであり、層状複水酸化物粒子群の平均粒径、最大粒径共に非常に小さくなっているのがわかる。
また、試料1を通常の乾燥炉で乾燥し試料3を得た。この試料3の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定器(株式会社セイシン企業/型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した。粒子径と全体積に対する相対粒子量(%)および小さい粒子径側からの体積の積算値(%)の結果を表3に示す。また、試料3の粒度分布を表わすグラフを図2に示す。
また、試料1を気流乾燥機(株式会社平岩鉄工所/ジェットドライヤー、型番:HTD−2022L)で乾燥した。なお、気流乾燥機の入り口温度は240℃、出口温度は180℃であった。この試料を乾式分級機で分級して試料4を得た。また、分級に用いた気体をバクフィルタに通して回収し試料5を得た。この試料4,5の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定器(株式会社セイシン企業/型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した。粒子径と全体積に対する相対粒子量(%)および小さい粒子径側からの体積の積算値(%)の結果を表4、表5に示す。また、試料4の粒度分布を表わすグラフを図3、試料5の粒度分布を表わすグラフを図4に示す。
Moreover, the
試料3では、平均粒径が67.523μm、最大粒径が344.206μmであるのに対し、試料4では、平均粒径が5.079μm、最大粒径が36.801μmであり、層状複水酸化物粒子群の平均粒径、最大粒径共に非常に小さくなっているのがわかる。また、試料5では、平均粒径が2.106μm、最大粒径が19.018μmであり、層状複水酸化物粒子群の平均粒径、最大粒径共に更に小さくなっているのがわかる。
また、試料1の純水で洗浄してNaCl等を除去し、これにオレイン酸カリウムを重量比1%加えて表面処理を行った。この混合液を通常の乾燥炉で乾燥し試料6を得た。この試料6の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定器(株式会社セイシン企業/型式:LMS−2000e−MU)を用いて計測した。粒子径と全体積に対する相対粒子量(%)および小さい粒子径側からの体積の積算値(%)の結果を表6に示す。また、試料6の粒度分布を表わすグラフを図5に示す。
Further, NaCl or the like was removed by washing with pure water of
試料3では、平均粒径が67.523μm、最大粒径が344.206μmであるのに対し、試料4では、平均粒径が19.018μm、最大粒径が213.976μmであり、層状複水酸化物粒子群の平均粒径、最大粒径共に小さくなっているのがわかる。
Claims (11)
前記凝集体粒子を遠心分離し、比重差を利用して凝集体粒子の平均粒径を下げる分級工程と、
を有することを特徴とする層状複水酸化物粒子群の製造方法。 The general formula is M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n- ) x / n · mH 2 O (where M 2+ is a divalent metal and M 3+ is a trivalent metal) A n− is an n-valent anion, 0 <x <1, m> 0), and a layered double hydroxide comprising aggregated particles of a layered double hydroxide having an average crystallite size of 20 nm or less A liquid mixture preparing step of preparing a liquid mixture containing the particles,
A step of centrifuging the aggregate particles and reducing the average particle size of the aggregate particles using a difference in specific gravity;
A method for producing a layered double hydroxide particle group, comprising:
前記凝集体粒子の平均粒径が20μm以下であることを特徴とする層状複水酸化物粒子群。 The general formula is M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 (A n- ) x / n · mH 2 O (where M 2+ is a divalent metal and M 3+ is a trivalent metal) A n− is an n-valent anion, 0 <x <1, m> 0), and a layered double hydroxide comprising aggregated particles of a layered double hydroxide having an average crystallite size of 20 nm or less A group of particles,
A group of layered double hydroxide particles, wherein the aggregate particles have an average particle size of 20 μm or less.
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