JP5219059B2 - 粘土配向膜からなる保護膜 - Google Patents
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Description
本発明は、250℃を超える高温条件においてフレキシブリティーに優れ、かつ気体・液体のバリアー性に優れた粘土配向膜からなる新規保護膜を製造し、提供することを目的とするものである。
(1)粘土を主原料とする粘土配向膜からなる保護膜であって、
前記粘土配向膜が、1)粘土を水あるいは水を主成分とする分散媒である液体に分散し、激しく振とう、脱気して調製した、粘土分散液の濃度が0.5〜10重量パーセントの均一な粘土分散液を、支持体の表面に水平に静置し、粘土粒子を沈積させるとともに、分散媒である液体を固液分離手段で分離して膜状に形成して調製された保護膜である、2)粘土を構成する層状無機化合物を全固形分に対して90〜100重量パーセント含有する、3)ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10 −11 cm 2 s −1 cmHg −1 未満のガスバリアー性を有する、4)自立膜として利用可能な機械的強度を有する、5)フレキシビリティーを有し、250℃以上600℃までの高温においても構造変化がなく、ピンホールが存在しない、及び6)500℃で24時間加熱処理後に、ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10−11cm2s−1cmHg−1未満である、ことを特徴とする上記保護膜。
(2)粘土として、天然あるいは合成スメクタイト、又はそれらの混合物を用いる、前記(1)記載の保護膜。
(3)粘土配向膜が、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥、又は加熱蒸発法を用いて固液分離して膜状に形成して調製された保護膜である、前記(1)記載の保護膜。
(4)粘土配向膜が、前記粘土分散液を平坦なトレイに注いで水平に静置し、粘土粒子をゆっくりと沈積させるとともに、水平を保った状態で、強制送風式オーブン中で、30〜70℃の温度条件下で、分散媒である液体をゆっくり蒸発させて膜状に形成して調製された保護膜である、前記(1)記載の保護膜。
(5)円、正方形、長方形などの任意の形状を有し、自立膜として利用可能な機械的強度を有する、前記(1)記載の保護膜。
(6)厚さは1mmよりも薄く、面積は1cm2よりも大きい、前記(1)記載の保護膜。
(7)粘土配向膜の主要構成成分が、雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、又はノントロナイトである、前記(1)記載の保護膜。
(8)ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10−11cm2s−1cmHg−1未満である、前記(1)記載の保護膜。
(9)前記(1)から(8)のいずれかに記載の粘土配向膜からなる保護膜を構成要素として含むことを特徴とする耐熱性、高バリアー性部材。
本発明は、希薄で均一な粘土分散水溶液を調製し、該分散液を水平に静置し、支持体の表面に粘土粒子をゆっくりと沈積させるとともに、分散媒である液体を種々の固液分離方法、例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥、又は加熱蒸発法で分離し、膜状に成形した後、これを支持体から剥離することなく、支持体と一体とすること、その際に、均一な厚さで自立膜として用いることが可能な程度に十分な強度を得るための製造条件を採用すること、により得られる、粘土粒子の積層を高度に配向させた、自立膜として利用可能な機械的強度を有する粘土配向膜を保護膜として利用することを特徴とするものである。
粘土として、1.0gの天然モンモリロナイトである「クニピアP」(クニミネ工業株式会社製)を60cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器にテフロン(登録商標)回転子とともに入れ、激しく振とうし、均一な粘土分散液を得た。この粘土分散液を、底面が平坦であり、底面の形状が正方形であるトレイ中で、その一辺の長さが約10cmのステンレス製支持体に注ぎ、粘土分散液を水平に静置し、粘土粒子をゆっくり沈積させるとともに、支持体の水平を保った状態で、強制送風式オーブン中で50℃の温度条件下で5時間乾燥して、厚さ約40マイクロメートルの半透明粘土薄膜/支持体を得た。
この粘土薄膜の走査型電子顕微鏡で観察した写真を図1に示す。図1より、粘土粒子が高度に配向している様子が伺える。この粘土薄膜のX線回折チャートを図2に示す。シャープな一連の底面反射ピーク(001),(002),(003),(004),(005)が、それぞれ1.24,0.62,0.42,0.31,0.21nmの位置に観察され、粘土薄膜の粒子の配向がよく揃っていることが示された。
粘土として、1.0gの天然モンモリロナイトである「クニピアP」(クニミネ工業株式会社製)の交換性イオンをMgに交換したMgクニピアPを60cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器にテフロン(登録商標)回転子とともに入れ、激しく振とうし、均一な粘土分散液を得た。この粘土分散液を、底面が平坦であり、底面の形状が正方形であるトレイ中で、その一辺の長さが約10cmのステンレス製支持体に注ぎ、粘土分散液を水平に静置し、粘土粒子をゆっくり沈積させるとともに、支持体の水平を保った状態で、強制送風式オーブン中で50℃の温度条件下で5時間乾燥して、厚さ約70マイクロメートルの半透明粘土薄膜/支持体を得た。
Claims (9)
- 粘土を主原料とする粘土配向膜からなる保護膜であって、
前記粘土配向膜が、(1)粘土を水あるいは水を主成分とする分散媒である液体に分散し、激しく振とう、脱気して調製した、粘土分散液の濃度が0.5〜10重量パーセントの均一な粘土分散液を、支持体の表面に水平に静置し、粘土粒子を沈積させるとともに、分散媒である液体を固液分離手段で分離して膜状に形成して調製された保護膜である、(2)粘土を構成する層状無機化合物を全固形分に対して90〜100重量パーセント含有する、(3)ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10 −11 cm 2 s −1 cmHg −1 未満のガスバリアー性を有する、(4)自立膜として利用可能な機械的強度を有する、(5)フレキシビリティーを有し、250℃以上600℃までの高温においても構造変化がなく、ピンホールが存在しない、及び(6)500℃で24時間加熱処理後に、ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10−11cm2s−1cmHg−1未満である、ことを特徴とする上記保護膜。 - 粘土として、天然あるいは合成スメクタイト、又はそれらの混合物を用いる、請求項1記載の保護膜。
- 粘土配向膜が、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥、又は加熱蒸発法を用いて固液分離して膜状に形成して調製された保護膜である、請求項1記載の保護膜。
- 粘土配向膜が、前記粘土分散液を平坦なトレイに注いで水平に静置し、粘土粒子をゆっくりと沈積させるとともに、水平を保った状態で、強制送風式オーブン中で、30〜70℃の温度条件下で、分散媒である液体をゆっくり蒸発させて膜状に形成して調製された保護膜である、請求項1記載の保護膜。
- 円、正方形、長方形などの任意の形状を有し、自立膜として利用可能な機械的強度を有する、請求項1記載の保護膜。
- 厚さは1mmよりも薄く、面積は1cm2よりも大きい、請求項1記載の保護膜。
- 粘土配向膜の主要構成成分が、雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、又はノントロナイトである、請求項1記載の保護膜。
- ヘリウム、水素、酸素、窒素、空気の室温におけるガス透過係数が3.2×10−11cm2s−1cmHg−1未満である、請求項1記載の保護膜。
- 請求項1から8のいずれかに記載の粘土配向膜からなる保護膜を構成要素として含むことを特徴とする耐熱性、高バリアー性部材。
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