JP3468541B2 - 繊維状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法 - Google Patents
繊維状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法Info
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- C01B33/20—Silicates
- C01B33/24—Alkaline-earth metal silicates
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Description
シリケート水和物の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、代表的な無機繊維として、優れた
性能を有する石綿が各種建材の製造などにおいて幅広く
使用されている。しかし、この石綿は労働衛生上、環境
保全上疑問をもたれ、更に、近年、発癌性を有するとの
指摘もなされており、石綿の代用として繊維長の長い無
機繊維が望まれている。 【0003】このような石綿を取り巻く状況にあって、
水熱反応によって合成できる繊維状珪酸カルシウム結晶
が、特に、繊維の伸長化の可能性のあるトリカルシウム
シリケート水和物[Ca6(Si2O7)(OH)6]は各種建
材の製造において、活用が期待されている。トリカルシ
ウムシリケート水和物はこれまで天然鉱物としては発見
されておらず、例えば特開昭53−73499号公報には、石
灰質原料と珪酸質原料と水の懸濁液に水溶性カルシウム
塩類例えば臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム等を共存
させて、200〜350℃で反応させることを特徴とす
る方法が開示されている。 【0004】しかし、特開昭53−73499号公報に記載さ
れた方法によれば、生成物から繊維状物(トリカルシウ
ムシリケート水和物)と板状物(ジカルシウムシリケート
水和物)を分離しなければ、繊維状トリカルシウムシリ
ケート水和物を得ることができなかった。 【0005】純粋なトリカルシウムシリケート水和物を
製造するための方法として、例えば、特開平4−21516
号公報には、粉砕及び/または分級により、ブレーン比
表面積で1000〜4000cm2/gの石英、あるい
は37μm程度の粗い程度の石英と、石灰の混合物に水
を加え、加熱反応させる方法が開示されている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平4−21
516号公報に記載された方法では、水熱反応に4〜7日
間と非常に長時間を要するという欠点があった。 【0007】従って、本発明の目的は、純粋で、繊維長
の長い繊維状トリカルシウムシリケート水和物を効率的
かつ工業的に製造するための方法を提供するにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る繊維
状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法は、石灰
質原料と珪酸質原料を用いて、CaO/SiO2モル比
が2.8〜3.2の範囲内にある混合物を調製し、次に、
該混合物に、Cu(OH)2、Ba(OH)2及びZnOから
なる群から選択された添加剤の1種または2種以上を添
加し、高温飽和蒸気圧下で水熱反応を行うことを特徴と
する。 【0009】ここで一般に珪酸カルシウム水和物とは、
石灰質原料と珪酸質原料とを高温の飽和蒸気圧下で水熱
反応させて得られるもので、CaO/SiO2モル比と
はこれらの配分をいい、本発明ではCaO/SiO2モ
ル比が2.8〜3.2の範囲内にあればよく、好ましくは
3.0である。CaO/SiO2モル比=3.0は、トリ
カルシウムシリケート水和物の化学組成と同一モル比で
あり、該モル比が2.8未満または3.2を超えるとトリ
カルシウムシリケート水和物の結晶化度が低くなり、未
反応珪酸質原料または石灰質原料が残り、共に好ましく
ない。 【0010】本発明の繊維状トリカルシウムシリケート
水和物を製造する際に使用する石灰質原料としては、消
石灰、生石灰、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムなど
を使用することができ、特に好ましくは生石灰を用いる
のが良い。また、珪酸質原料としては、珪石、珪砂、珪
藻土、溶融シリカ及び非晶質シリカなどを使用すること
ができ、特に好ましくは非晶質シリカを用いるのが良
い。 【0011】本発明方法においては、繊維状トリカルシ
ウムシリケート水和物の生成反応及び繊維の伸長化を促
進するために添加剤を添加する。特に、繊維状トリカル
シウムシリケート水和物の生成及び繊維の伸長化にとっ
て有効であるのはCu(OH)2、Ba(OH)2及びZnO
である。 【0012】添加剤としてCu(OH)2を使用する場
合、その添加量は石灰質原料と珪酸質原料の合計量に対
して外割で3〜30重量%であればよく、望ましくは5
〜20重量%である。繊維状トリカルシウムシリケート
水和物の生成反応はCu(OH)2の添加につれて促進さ
れ、繊維長も長くなる。しかし、添加量が全原料に対し
30重量%を超えると、逆に繊維状トリカルシウムシリ
ケート水和物の生成反応が妨害され、繊維が伸長化しな
いために好ましくない。 【0013】添加剤としてBa(OH)2を使用する場
合、その添加量は石灰質原料と珪酸質原料の合計量に対
して外割で3〜30重量%であればよく、望ましくは5
〜20重量%である。繊維状トリカルシウムシリケート
水和物の生成反応はBa(OH)2の添加につれて促進さ
れ、繊維長も長くなる。しかし、添加量が全原料に対し
30重量%を超えると、逆に繊維状トリカルシウムシリ
ケート水和物の生成反応が妨害され、繊維が伸長化しな
いために好ましくない。 【0014】添加剤としてZnOを使用する場合、その
添加量は石灰質原料と珪酸質原料の合計量に対して外割
で2〜20重量%であればよく、望ましくは3〜10重
量%である。繊維状トリカルシウムシリケート水和物の
生成反応はBa(OH)2の添加につれて促進され、繊維
長も長くなる。しかし、添加量が全原料に対し20重量
%を超えると、逆に繊維状トリカルシウムシリケート水
和物の生成反応が妨害され、繊維が伸長化しないために
好ましくない。 【0015】また、添加剤として上述のCu(OH)2、
Ba(OH)2、ZnOの2種以上を併用することもでき
る。この場合、それらの添加量は石灰質原料と珪酸質原
料の合計量に対して外割で3〜30重量%であればよ
く、望ましくは5〜20重量%である。ただし、ZnO
の添加量は単独で添加する場合と同様の範囲とすること
が好ましい。 【0016】本発明方法で、水熱反応系における出発原
料と水の混合割合は任意であるが、出発原料1重量部に
対して20〜40重量部とすればよい。 【0017】本発明方法において、水熱反応とは、水の
飽和蒸気圧下において、結晶化反応を促進させることを
いい、繊維状トリカルシウムシリケート水和物の生成に
要する温度は220〜300℃とするのが好ましい。ま
た、繊維状トリカルシウムシリケート水和物の生成反応
時間は5〜30時間、望ましくは10〜20時間とすれ
ば良い。 【0018】上記水熱反応には撹拌を全く行わない静置
水熱反応と、撹拌を行う撹拌水熱反応との2つの方法を
挙げることができるが、原料が沈降しない均一な状態に
するため本発明方法においては撹拌を行うことが好まし
い。なお、撹拌周速は30m/分以下、撹拌時間を2時
間以下とすることが好ましい。 【0019】上述のような水熱反応によって得られたス
ラリー状の生成物を濾過した後、水洗し、その後乾燥す
ることにより繊維状トリカルシウムシリケート水和物を
得ることができる。 【0020】 【作用】上述のように本発明によれば、CaO/SiO
2モル比が2.8〜3.2となるような石灰質原料と珪酸
質原料を混合したものに、全原料に対して外割で3〜3
0重量%のCu(OH)2またはBa(OH)2、2〜20重
量%のZnOまたはそれらを併用して添加し、220〜
300℃の飽和蒸気圧下で5〜30時間という短時間水
熱反応させることにより、純粋で、かつ長さ500μm
以上の繊維状トリカルシウムシリケート水和物を安定し
て得ることができる。その理由として、このような添加
剤が鉱化剤として作用し、繊維状トリカルシウムシリケ
ート水和物結晶を促進しているものと推測されるが、そ
の詳細は現在まだ不明である。 【0021】 【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1 生石灰(CaO:99.0%)217.8gに水9リットル
を添加して消化させた後、非晶質シリカNPHD−2
(日本シリカ工業、SiO2:93.6%)82.2gを加
えて混合し(CaO/SiO2モル比=3.0)、更に、添
加剤としてCu(OH)2を15g(生石灰と非晶質シリカ
の合計量に対して5重量%)を投入した。このように配
合した原料を10リットルオートクレーブに仕込み、加
熱しながら周速30m/分で2時間撹拌を行った後、2
60℃で16時間静置水熱反応を行い、スラリー状生成
物を得た。このスラリー状生成物を濾過、分離後、水洗
し、その後、乾燥(条件:105℃−24時間)すること
により白色の繊維状結晶(繊維長600μm)305gを
得た。得られた繊維状結晶を粉末X線回折した結果、図
1に示す回折線が得られ、生成物が純粋なトリカルシウ
ムシリケート水和物であることを確認した。 【0022】実施例2 添加剤としてCu(OH)2を60g(生石灰と非晶質シリ
カの合計量に対して20重量%)投入した以外は実施例
1と同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維
長が1200μm繊維状トリカルシウムシリケート水和
物365gが得られた。 【0023】実施例3 添加剤としてBa(OH)2を15g(生石灰と非晶質シリ
カの合計量に対して5重量%)投入した以外は実施例1
と同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維長
が500μm繊維状トリカルシウムシリケート水和物3
10gが得られた。 【0024】実施例4 添加剤としてBa(OH)2を60g(生石灰と非晶質シリ
カの合計量に対して20重量%)投入した以外は実施例
1と同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維
長が1100μm繊維状トリカルシウムシリケート水和
物360gが得られた。 【0025】実施例5 添加剤としてZnO9g(生石灰と非晶質シリカの合計
量に対して3重量%)を投入した以外は実施例1と同様
に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維長が80
0μm繊維状トリカルシウムシリケート水和物340g
が得られた。 【0026】実施例6 添加剤としてZnO30g(生石灰と非晶質シリカの合
計量に対して10重量%)を投入した以外は実施例1と
同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維長が
1400μm繊維状トリカルシウムシリケート水和物3
40gが得られた。 【0027】実施例7 添加剤としてCu(OH)2、Ba(OH)2、ZnOの混合
物を生石灰と非晶質シリカの合計量に対して5重量%
[Cu(OH)25g、Ba(OH)25g、ZnO5g]を
投入した以外は実施例1と同様に操作して水熱反応を行
った。この結果、繊維長が600μm繊維状トリカルシ
ウムシリケート水和物310gが得られた。 【0028】実施例8 添加剤としてCu(OH)2、Ba(OH)2、ZnOの混合
物を生石灰と非晶質シリカの合計量に対して20重量%
[Cu(OH)220g、Ba(OH)220g、ZnO20
g]を投入した以外は実施例1と同様に操作して水熱反
応を行った。この結果、繊維長が1500μm繊維状ト
リカルシウムシリケート水和物310gが得られた。 【0029】比較例1 添加剤を投入しないこと以外は実施例1と同様に操作し
て水熱反応を行った。この結果、繊維長が50μmの繊
維状トリカルシウムシリケート水和物が得られたが、未
反応生石灰も生成物中に存在していた。 【0030】比較例2 添加剤としてCu(OH)2105g(生石灰と非晶質シリ
カの合計量に対して35重量%)を投入した以外は実施
例1と同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊
維長が200μmの繊維状トリカルシウムシリケート水
和物が得られたが、未反応生石灰も生成物中に存在して
いた。 【0031】比較例3 添加剤としてBa(OH)2105g(生石灰と非晶質シリ
カの合計量に対して35重量%)を投入した以外は実施
例1と同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊
維長150μm程度の繊維状トリカルシウムシリケート
水和物が得られたが、未反応消石灰も生成物に存在して
いた。 【0032】比較例4 添加剤としてZnO75g(生石灰と非晶質シリカの合
計量に対して25重量%)を投入した以外は実施例1と
同様に操作して水熱反応を行った。この結果、繊維長が
200μm程度の繊維状トリカルシウムシリケート水和
物が得られたが、未反応消石灰も生成物に存在してい
た。 【0033】比較例5 添加剤としてCu(OH)2、Ba(OH)2、ZnOの混合
物を生石灰と非晶質シリカの合計量に対して35重量%
[Cu(OH)235g、Ba(OH)235g、ZnO35
g]を投入した以外は実施例1と同様に操作して水熱反
応を行った。この結果、繊維長が150μm程度の繊維
状トリカルシウムシリケート水和物が得られたが、未反
応消石灰も生成物中に存在していた。 【0034】 【表1】 【0035】 【発明の効果】本発明方法によれば、純粋で、繊維長の
長い繊維状トリカルシウムシリケート水和物を短時間に
製造することができ、得られた繊維状トリカルシウムシ
リケート水和物は建材原料の他、イオン交換、重金属の
吸着、触媒の担体などの分野での応用も期待できる。
ある。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 石灰質原料と珪酸質原料を用いて、Ca
O/SiO2モル比が2.8〜3.2の範囲内にある混合
物を調製し、次に、該混合物に、Cu(OH)2、Ba(O
H)2及びZnOからなる群から選択された添加剤の1種
または2種以上を添加し、高温飽和蒸気圧下で水熱反応
を行うことを特徴とする繊維状トリカルシウムシリケー
ト水和物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04389293A JP3468541B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 繊維状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04389293A JP3468541B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 繊維状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06263428A JPH06263428A (ja) | 1994-09-20 |
JP3468541B2 true JP3468541B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=12676361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04389293A Expired - Fee Related JP3468541B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 繊維状トリカルシウムシリケート水和物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3468541B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP04389293A patent/JP3468541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Mtschedlow−Petrossian,Untersucbung der Rolle geringer Fremdoxidgehalte im Trikalziumsilikat,Silikattechnik,1974年,VOL.25, No.2,p.55−58 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06263428A (ja) | 1994-09-20 |
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