JP7104656B2 - How to make halloysite powder and halloysite powder - Google Patents

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Description

本発明は、ハロイサイト粉末およびハロイサイト粉末の製造方法に関する。 The present invention relates to halloysite powder and a method for producing halloysite powder.

チューブ状のハロイサイトであるハロイサイトナノチューブは、その形状を生かして、種々の用途に利用されている(例えば、特許文献1を参照)。 Halloysite nanotubes, which are tubular halloysites, are used for various purposes by taking advantage of their shapes (see, for example, Patent Document 1).

特開2009-91236号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-91236

近年、種々の用途展開を期待して、新たな微細構造を有する材料の開発が求められている。本発明者は、ハロイサイトの粉末(ハロイサイト粉末)、とりわけ、ハロイサイトナノチューブを用いた新たな微細構造に着目した。 In recent years, the development of materials having a new fine structure has been required in anticipation of various applications. The present inventor has focused on a new microstructure using halloysite powder (haloysite powder), especially halloysite nanotubes.

このようなハロイサイト粉末は、用途によっては水中での使用も想定される。本発明者が検討したところ、ハロイサイト粉末によっては、水に対する安定性(耐水性)が不十分でゲル化してしまい、水中での使用に適さない場合があることを見出した。 Such halloysite powder is expected to be used in water depending on the application. As a result of examination by the present inventor, it has been found that some halloysite powders have insufficient stability (water resistance) to water and gelle, which may not be suitable for use in water.

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、耐水性に優れるハロイサイト粉末およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a halloysite powder having excellent water resistance and a method for producing the same.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、ハロイサイトナノチューブを含有するスラリーをスプレードライ等することにより得られる顆粒の特定条件下で測定される破壊強度が一定値以上である場合に、その顆粒を含むハロイサイト粉末の耐水性が優れることを見出した。このような経緯を経て、本発明を完成させた。 The present inventor has diligently studied to achieve the above object. As a result, when the fracture strength measured under specific conditions of the granules obtained by spray-drying the slurry containing the halloysite nanotubes is a certain value or more, the water resistance of the halloysite powder containing the granules is excellent. I found. Through such a process, the present invention was completed.

すなわち、本発明は、以下の[1]~[10]を提供する。
[1]ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなる顆粒を含む粉末であって、純水に24時間浸漬して含水させた上記顆粒の破壊強度が7.60MPa以上である、ハロイサイト粉末。
[2]上記顆粒が、上記ハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する第1の細孔と、上記第1の細孔とは異なる第2の細孔とを有する、上記[1]に記載のハロイサイト粉末。
[3]窒素吸着等温線からBJH法により求めた微分細孔分布が、10~100nmの範囲内に、2つ以上の細孔径ピークを示す、上記[2]に記載のハロイサイト粉末。
[4]平均粒径が、0.5~200μmである、上記[1]~[3]のいずれかに記載のハロイサイト粉末。
[5]BET比表面積が、30~200m2/gである、上記[1]~[4]のいずれかに記載のハロイサイト粉末。
[6]平均細孔径が、11.0nm以上である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のハロイサイト粉末。
[7]全細孔面積が、59.0m2/g以上である、上記[1]~[6]のいずれかに記載のハロイサイト粉末。
[8]全細孔容積が、0.20cm3/g以上である、上記[1]~[7]のいずれかに記載のハロイサイト粉末。
[9]上記[1]~[8]のいずれかに記載のハロイサイト粉末を製造する方法であって、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトのスラリーを準備する工程と、上記スラリーから粉末を調製する工程と、上記調製された粉末を420℃超500℃未満の焼成温度で焼成する工程と、を備えるハロイサイト粉末の製造方法。
[10]上記スラリーから粉末を調製する工程が、上記スラリーをスプレードライする工程である、上記[9]に記載のハロイサイト粉末の製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [10].
[1] A halloysite powder containing granules formed by aggregating halloysites containing halloysite nanotubes, wherein the breaking strength of the granules soaked in pure water for 24 hours and impregnated with water is 7.60 MPa or more.
[2] The halloysite powder according to the above [1], wherein the granules have a first pore derived from a tube hole of the halloysite nanotube and a second pore different from the first pore. ..
[3] The halloysite powder according to the above [2], wherein the differential pore distribution obtained from the nitrogen adsorption isotherm by the BJH method shows two or more pore diameter peaks in the range of 10 to 100 nm.
[4] The halloysite powder according to any one of the above [1] to [3], which has an average particle size of 0.5 to 200 μm.
[5] The halloysite powder according to any one of the above [1] to [4], which has a BET specific surface area of 30 to 200 m 2 / g.
[6] The halloysite powder according to any one of [1] to [5] above, wherein the average pore diameter is 11.0 nm or more.
[7] The halloysite powder according to any one of [1] to [6] above, wherein the total pore area is 59.0 m 2 / g or more.
[8] The halloysite powder according to any one of [1] to [7] above, wherein the total pore volume is 0.20 cm 3 / g or more.
[9] The method for producing a halosite powder according to any one of the above [1] to [8], wherein a step of preparing a halosite slurry containing a halosite nanotube, a step of preparing a powder from the above slurry, and a step of preparing a powder. A method for producing halloysite powder, comprising a step of calcining the prepared powder at a firing temperature of more than 420 ° C. and lower than 500 ° C.
[10] The method for producing halloysite powder according to [9] above, wherein the step of preparing the powder from the slurry is the step of spray-drying the slurry.

本発明によれば、耐水性に優れるハロイサイト粉末およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a halloysite powder having excellent water resistance and a method for producing the same.

遠心分離後に回収された分散相のTEM写真である。It is a TEM photograph of the dispersed phase recovered after centrifugation. 遠心分離後に回収された分散相のTEM写真であり、図1とは異なる視野のTEM写真である。It is a TEM photograph of the dispersed phase recovered after centrifugation, and is a TEM photograph of a field of view different from FIG. 実施例2のハロイサイト粉末を示すSEM写真である。It is an SEM photograph which shows the halloysite powder of Example 2. 実施例2のハロイサイト粉末を示すSEM写真であり、図3の拡大写真である。It is an SEM photograph which shows the halloysite powder of Example 2, and is the enlarged photograph of FIG. 実施例2のハロイサイト粉末を示すSEM写真であり、図4の拡大写真である。It is an SEM photograph which shows the halloysite powder of Example 2, and is the enlarged photograph of FIG. 比較例3のハロイサイト粉末を示すSEM写真である。6 is an SEM photograph showing the halloysite powder of Comparative Example 3. 実施例1のハロイサイト粉末の微分細孔分布を示すグラフである。It is a graph which shows the differential pore distribution of the halloysite powder of Example 1. 実施例2のハロイサイト粉末の微分細孔分布を示すグラフである。It is a graph which shows the differential pore distribution of the halloysite powder of Example 2. 実施例3のハロイサイト粉末の微分細孔分布を示すグラフである。It is a graph which shows the differential pore distribution of the halloysite powder of Example 3. 比較例3のハロイサイト粉末の微分細孔分布を示すグラフである。It is a graph which shows the differential pore distribution of the halloysite powder of the comparative example 3. 実施例1および比較例1~2のハロイサイト粉末のXRDパターンを示すグラフである。It is a graph which shows the XRD pattern of the halloysite powder of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.

以下、本発明のハロイサイト粉末および本発明のハロイサイト粉末の製造方法について、説明する。
「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, the halloysite powder of the present invention and the method for producing the halloysite powder of the present invention will be described.
The numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.

[ハロイサイトの概要]
ハロイサイトとは、Al2Si25(OH)4・2HO、または、Al2Si25(OH)4で表される粘土鉱物である。
ハロイサイトは、チューブ状(中空管状)、球状、角ばった団塊状、板状、シート状など多様な形状を示す。
チューブ状(中空管状)のハロイサイトであるハロイサイトナノチューブの内径(チューブ孔の径)は、例えば、10~20nm程度である。ハロイサイトナノチューブは、外表面は主にケイ酸塩SiOからなり、内表面は主にアルミナAlからなる。
[Overview of Halloysite]
Halloysite is a clay mineral represented by Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4.2H 2 O or Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 .
Halloysites exhibit various shapes such as tubular (hollow tubular), spherical, angular nodule, plate, and sheet.
The inner diameter (diameter of the tube hole) of the halloysite nanotube, which is a tubular (hollow tubular) halloysite, is, for example, about 10 to 20 nm. The outer surface of the halloysite nanotube is mainly composed of silicate SiO 2 , and the inner surface is mainly composed of alumina Al 2 O 3 .

[ハロイサイト粉末の製造方法]
本発明のハロイサイト粉末を説明する前に、まず、本発明のハロイサイト粉末を製造する方法(以下、「本発明のハロイサイト粉末の製造方法」または単に「本発明の製造方法」ともいう)を説明する。
本発明の製造方法は、後述する本発明のハロイサイト粉末を製造する方法であって、少なくとも、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトのスラリーを準備する工程(スラリー準備工程)と、上記スラリーから粉末を調製する工程(粉末調製工程)と、上記調製された粉末を420℃超500℃未満の焼成温度で焼成する工程と、を備える方法である。
以下、本発明の製造方法の好適態様について、説明する。
[Manufacturing method of halloysite powder]
Before explaining the halloysite powder of the present invention, first, a method for producing the halloysite powder of the present invention (hereinafter, also referred to as "a method for producing a halloysite powder of the present invention" or simply "a method for producing the halloysite powder of the present invention") will be described. ..
The production method of the present invention is a method for producing the halloysite powder of the present invention described later, and at least a step of preparing a halloysite slurry containing halloysite nanotubes (slurry preparation step) and a step of preparing powder from the above slurry. (Powder preparation step), and a step of firing the prepared powder at a firing temperature of more than 420 ° C and less than 500 ° C.
Hereinafter, preferred embodiments of the production method of the present invention will be described.

〈スラリー準備工程〉
スラリー準備工程は、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが水などの分散媒に分散したスラリーを準備できる工程であれば、特に限定されないが、以下に、スラリー準備工程の好適態様を説明する。以下に説明する態様においては、遠心分離後に回収される分散相が、スラリー準備工程で調製されるスラリーに相当する。
<Slurry preparation process>
The slurry preparation step is not particularly limited as long as it is a step in which halloysite containing halloysite nanotubes can prepare a slurry dispersed in a dispersion medium such as water, but a preferred embodiment of the slurry preparation step will be described below. In the embodiments described below, the dispersed phase recovered after centrifugation corresponds to the slurry prepared in the slurry preparation step.

《原料(飯豊粘土)》
JFEミネラル社の飯豊鉱業所の遅谷工場(山形県西置賜郡飯豊町大字遅谷)においては、珪砂および粘土の鉱床から珪砂が生産されているが、その精製過程で副生する粘土分(以下、便宜的に「飯豊粘土」と呼ぶ)を、原料として用いることができる。
飯豊粘土は、含水率が40質量%程度で可塑性を有する粘土であり、主成分として、ハロイサイトおよびSiO2で表される微砂(石英)を含有する。飯豊粘土は、更に、少量のカチオン系高分子凝集剤を含む場合もある。
飯豊粘土は、含水しているものをそのまま(40質量%程度の水を含んだまま)使用してもよいし、天日によって自然に乾燥(半乾きを含む)したものを使用してもよい。含水している、または、半乾きの飯豊粘土を、設備を使用して乾燥してもよい。
乾燥した飯豊粘土は、粉砕し、更に必要に応じて、乾式精製、分級、磁選、色彩選別などを施してから使用してもよい。
なお、ハロイサイト分の多い飯豊粘土を原料に用いるほかにも、その原鉱を使用できることは言うまでもない。
<< Raw material (Iitoyo clay) >>
At the Osodani Plant of JFE Mineral Co., Ltd.'s Iide Mining Works (Osodani, Iide-cho, Nishioki-gun, Yamagata Prefecture), clay sand is produced from clay sand and clay deposits. , Called "Iide clay" for convenience) can be used as a raw material.
Iitoyo clay is a clay having a water content of about 40% by mass and having plasticity, and contains halloysite and fine sand (quartz) represented by SiO 2 as main components. Iitoyo clay may also contain a small amount of cationic polymer flocculant.
As the Iitoyo clay, the one containing water may be used as it is (while containing about 40% by mass of water), or the clay naturally dried (including semi-dried) by the sun may be used. .. Moisture-containing or semi-dry Iitoyo clay may be dried using equipment.
The dried Iitoyo clay may be crushed and, if necessary, subjected to dry purification, classification, magnetic separation, color selection and the like before use.
Needless to say, in addition to using Iitoyo clay, which has a large amount of halloysite, the raw material can be used.

《前スラリー化》
次に、飯豊粘土が水に分散したスラリー(前スラリー)を得る。飯豊粘土を水に分散させる方法は、特に限定されず、例えば、高速ミキサー、ディスパー、ビーズミルおよびホモミキサーなどの従来公知の装置を使用できる。
前スラリーの固形分濃度は、特に限定されず、例えば、5~20質量%である。
《Pre-slurry》
Next, a slurry (pre-slurry) in which Iitoyo clay is dispersed in water is obtained. The method for dispersing Iitoyo clay in water is not particularly limited, and conventionally known devices such as a high-speed mixer, a dispenser, a bead mill, and a homomixer can be used.
The solid content concentration of the pre-slurry is not particularly limited, and is, for example, 5 to 20% by mass.

《粗粒除去》
次に、前スラリーを、例えば篩に掛けることにより、粗粒を除去する。使用する篩の目開きとしては、例えば、25~100μmが挙げられる。篩としては、例えば、JIS試験用ふるいが使用できるが、量産時には、一般的な大型の湿式篩い分け装置を使用できる。篩を用いるほかには、沈降分離させたり、湿式サイクロン用いたりして、粗粒を除去してもよい。
《Coarse grain removal》
The pre-slurry is then sieved, for example, to remove coarse particles. Examples of the mesh size of the sieve used include 25 to 100 μm. As the sieve, for example, a JIS test sieve can be used, but at the time of mass production, a general large-sized wet sieving device can be used. In addition to using a sieve, coarse particles may be removed by sedimentation separation or by using a wet cyclone.

《ろ過》
次に、粗粒が除去された前スラリーを、フィルタを用いて吸引ろ過し、脱水ケーキとして回収する。量産時には、例えば、フィルタプレスまたはオリバーフィルタなどの脱水機を使用できる。
このろ過を省略し、粗粒が除去されたスラリーをそのまま後述する後スラリーとして使用することもできる。このとき、必要があれば分散剤を添加してもよい。
《Filtration》
Next, the pre-slurry from which the coarse particles have been removed is suction-filtered using a filter and recovered as a dehydrated cake. At the time of mass production, for example, a dehydrator such as a filter press or an Oliver filter can be used.
It is also possible to omit this filtration and use the slurry from which the coarse particles have been removed as it is as a slurry which will be described later. At this time, a dispersant may be added if necessary.

《後スラリー化》
脱水ケーキに水を加えて高速撹拌することにより、粗粒が除去された飯豊粘土が水に分散したスラリー(後スラリー)を得る。分散機としては、前スラリー化と同様に、例えば、高速ミキサー、ディスパー、ビーズミルおよびホモミキサーなどの従来公知の装置を使用できる。
後スラリーの固形分濃度は、特に限定されず、例えば、5~30質量%である。
<< Post-slurry >>
By adding water to the dehydrated cake and stirring at high speed, a slurry (post-slurry) in which Iitoyo clay from which coarse particles have been removed is dispersed in water is obtained. As the disperser, as in the case of pre-slurrying, conventionally known devices such as a high-speed mixer, a dispenser, a bead mill and a homomixer can be used.
The solid content concentration of the post-slurry is not particularly limited, and is, for example, 5 to 30% by mass.

スラリー中の粒子(飯豊粘土)の分散状態が後の遠心分離の精度に大きく関わることから、後スラリー化においては、分散剤として界面活性剤を添加することが好ましい。
界面活性剤としては、飯豊粘土がカチオン系高分子凝集剤を含む場合は、アニオン性界面活性剤を用いることが好ましく、なかでも、少ない使用量で安定なスラリーが得られるという理由から、高分子型のアニオン性界面活性剤(アニオン性高分子界面活性剤)を用いることがより好ましい。
Since the dispersed state of the particles (Iitoyo clay) in the slurry greatly affects the accuracy of the subsequent centrifugation, it is preferable to add a surfactant as a dispersant in the post-slurry formation.
As the surfactant, when Iitoyo Clay contains a cationic polymer flocculant, it is preferable to use an anionic surfactant, and in particular, a polymer can be obtained with a small amount of use. It is more preferable to use a type of anionic surfactant (anionic polymer surfactant).

飯豊粘土がカチオン系高分子凝集剤を含まない場合であっても、得られる後スラリーが高い分散状態を維持し、かつ、後述する遠心分離において安定して微砂を除去する観点から、アニオン性高分子界面活性剤を添加することが好ましい。
アニオン性高分子界面活性剤を添加することにより、より高濃度の後スラリーが得られるため、後述するスプレードライヤなどを用いた乾燥における生産性を向上させる効果もある。
Even when Iitoyo clay does not contain a cationic polymer flocculant, it is anionic from the viewpoint that the obtained slurry maintains a high dispersion state and that fine sand is stably removed by centrifugation, which will be described later. It is preferable to add a polymer surfactant.
By adding an anionic polymer surfactant, a higher-concentration post-slurry can be obtained, which also has the effect of improving productivity in drying using a spray dryer or the like, which will be described later.

アニオン性高分子界面活性剤の具体例としては、放置しても沈降しない安定な後スラリーを得る観点から、特殊ポリカルボン酸型のポイズ520、521、530または532A(いずれも花王社製)などが挙げられる。
目的用途によってはナトリウムおよびカリウムなどの金属イオンを含んでいない、カオーセラ2000、2020または2110(同)なども使用できる。
Specific examples of the anionic polymer surfactant include special polycarboxylic acid type poisons 520, 521, 530 or 532A (all manufactured by Kao Corporation) from the viewpoint of obtaining a stable post-slurry that does not settle even when left to stand. Can be mentioned.
Depending on the intended use, Caosera 2000, 2020 or 2110 (same as above), which does not contain metal ions such as sodium and potassium, can also be used.

後スラリーにおける界面活性剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、後スラリーの全固形分に対して、0.5~3.0質量%が好適に挙げられる。
界面活性剤の含有量が少なすぎると、後スラリー中でのハロイサイトと微砂の粒子の分散が不十分になる場合がある。一方、界面活性剤が多すぎると、凝集状態を起こしたり、コストが増加したりする場合がある。更に、後工程における不具合(遠心分離での分散相の回収率の低下、スプレードライでの乾燥不十分、または、焼成における固結もしくは焼失不十分など)が発生しやすくなる場合がある。
The content of the surfactant in the post-slurry is not particularly limited, but for example, 0.5 to 3.0% by mass is preferably mentioned with respect to the total solid content of the post-slurry.
If the content of the surfactant is too low, the dispersion of halloysite and fine sand particles in the post-slurry may be insufficient. On the other hand, if the amount of the surfactant is too large, a cohesive state may occur and the cost may increase. Further, defects in the post-process (decrease in recovery rate of dispersed phase by centrifugation, insufficient drying by spray drying, consolidation or insufficient burning in firing, etc.) may easily occur.

《遠心分離》
得られた後スラリーについて、遠心分離を行ない、下層の沈降相と、上相の分散相とに分離する。沈降相には微砂が多く含まれ、分散相にはハロイサイトが多く含まれる。分散相(スラリー)の固形分濃度は、例えば、2~10質量%である。
遠心分離に際しての遠心力および処理時間は、一例として、それぞれ、2000~3000Gおよび3~30分間であるが、これに限定されず、分散状態、用途、コストなどを考慮して、適宜設定される。
量産には大型の遠心分離機を使用できる。
遠心分離後、ポンプ等を用いて吸引することにより、分散相を回収できる。分散相の回収にはスキミングノズルを用いてもよい。こうして、ハロイサイトおよび微砂を含む飯豊粘土から、ハロイサイトを精製分離することができる。回収した分散相が、ハロイサイトナノチューブを含むことは、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)写真により確認できる(図1および図2を参照)。
《Centrifugation》
After the obtained slurry is centrifuged, it is separated into a sedimentary phase in the lower layer and a dispersed phase in the upper phase. The sedimentary phase contains a large amount of fine sand, and the dispersed phase contains a large amount of halloysite. The solid content concentration of the dispersed phase (slurry) is, for example, 2 to 10% by mass.
Centrifugal force and processing time for centrifugation are, for example, 2000 to 3000 G and 3 to 30 minutes, respectively, but are not limited to these, and are appropriately set in consideration of the dispersion state, application, cost, and the like. ..
A large centrifuge can be used for mass production.
After centrifugation, the dispersed phase can be recovered by suction using a pump or the like. A skimming nozzle may be used to recover the dispersed phase. In this way, halloysite can be purified and separated from Iitoyo clay containing halloysite and fine sand. It can be confirmed by, for example, a transmission electron microscope (TEM) photograph that the recovered dispersed phase contains halloysite nanotubes (see FIGS. 1 and 2).

《その他の態様》
スラリー準備工程は、上記態様に限定されない。例えば、飯豊粘土以外の原料を使用した場合には、後スラリーの固形分濃度、後スラリーにおける界面活性剤の含有量、および、遠心分離の条件などは、適宜変更される。
工程の短縮(例えば、前スラリー化、篩、および/または、ろ過の省略)または追加なども適宜変更される。
例えば、市販品として、SIGMA-ALDRICH社製などのハロイサイト(ハロイサイトナノチューブ)を、従来公知の装置を使用して、水に分散させたものを、本工程で準備されるスラリーとしてもよい。市販品のハロイサイトナノチューブは、必要に応じて、乾式精製、分級、磁選、色彩選別などを施してから使用してもよい。
<< Other aspects >>
The slurry preparation step is not limited to the above embodiment. For example, when a raw material other than Iitoyo clay is used, the solid content concentration of the post-slurry, the content of the surfactant in the post-slurry, the conditions for centrifugation, and the like are appropriately changed.
Step shortening (eg, pre-slurrying, sieving, and / or omission of filtration) or additions are also modified as appropriate.
For example, as a commercially available product, a halloysite (haloysite nanotube) manufactured by SIGMA-ALDRICH, which is dispersed in water using a conventionally known device, may be used as a slurry prepared in this step. Commercially available halloysite nanotubes may be used after being subjected to dry purification, classification, magnetic separation, color selection and the like, if necessary.

スラリー準備工程において調製されたスラリーは、必要に応じて、湿式精製、分級、磁選などを施してから使用してもよい。 If necessary, the slurry prepared in the slurry preparation step may be used after being subjected to wet purification, classification, magnetic separation, or the like.

〈粉末調製工程〉
粉末調製工程は、スラリー準備工程において調製されたスラリーから粉末を調製する工程である。
粉末調製工程において得られた粉末は、更に、転動、撹拌、押出し等の処理を施すことによって、造粒してもよい。これにより、粉末を構成する顆粒のサイズを大きくできる。
<Powder preparation process>
The powder preparation step is a step of preparing a powder from the slurry prepared in the slurry preparation step.
The powder obtained in the powder preparation step may be further granulated by subjecting it to treatments such as rolling, stirring, and extrusion. As a result, the size of the granules constituting the powder can be increased.

《スプレードライ》
粉末調製工程としては、例えば、スラリー準備工程において調製されたスラリー(例えば、上述した遠心分離により得られた分散相)をスプレードライすることにより粉末を得る工程が挙げられる。
《Spray dry》
Examples of the powder preparation step include a step of obtaining a powder by spray-drying the slurry prepared in the slurry preparation step (for example, the dispersed phase obtained by the above-mentioned centrifugation).

準備されたスラリーをスプレードライするためには、液体原料を微小液滴状に噴霧(微粒化)し、これを熱風に当てて乾燥することにより、瞬時に粉末を得る装置であるスプレードライヤが使用される。スプレードライヤは、従来公知の装置であり、例えば、大川原化工機社製、藤崎電機社製、日本化学機械製造社製、または、ヤマト科学社製のスプレードライヤが挙げられる。
スプレードライヤにおいては、液体原料を噴霧(微粒化)して得られる液滴のサイズを変更することにより、乾燥して得られる粉末粒子(顆粒)の粒径も制御される。
スプレードライヤを用いて液体原料を微粒化する方式としては、特に限定されず、所望する液滴のサイズに応じて、例えば、二流体ノズル方式、圧力ノズル(加圧ノズル)方式、四流体ノズル方式(ツインジェットノズル方式)、または、回転ディスク方式などの従来公知の方式を、適宜選択できる。乾燥して得られる粉末粒子(顆粒)の粒径は、スラリーの濃度および/または処理量などによっても変化するので、目的の粒径を得るためには、微粒化方式に加え、スラリーの状態を適宜選択することになる。
熱風と噴霧液滴との接触方式についても、例えば、熱風と噴霧液滴とがともに下方向に向かう一般的な並流型;噴霧液滴が下方向に対して熱風が上方向の向流となる向流型;上方に噴霧液滴が向かい、下方に熱風が向かう並向流型;などが適宜選択される。
In order to spray dry the prepared slurry, a spray dryer is used, which is a device that instantly obtains powder by spraying (micronizing) a liquid raw material into fine droplets and exposing it to hot air to dry it. Will be done. The spray dryer is a conventionally known device, and examples thereof include a spray dryer manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd., Fujisaki Electric Co., Ltd., Nippon Kagaku Kikai Seisakusho Co., Ltd., or Yamato Scientific Co., Ltd.
In the spray dryer, the particle size of the powder particles (granule) obtained by drying is also controlled by changing the size of the droplets obtained by spraying (micronizing) the liquid raw material.
The method for atomizing the liquid raw material using a spray dryer is not particularly limited, and depending on the desired droplet size, for example, a two-fluid nozzle method, a pressure nozzle (pressurized nozzle) method, or a four-fluid nozzle method. (Twin jet nozzle method) or a conventionally known method such as a rotating disk method can be appropriately selected. The particle size of the powder particles (granule) obtained by drying also changes depending on the concentration and / or the amount of treatment of the slurry. Therefore, in order to obtain the desired particle size, in addition to the atomization method, the state of the slurry is adjusted. It will be selected as appropriate.
Regarding the contact method between the hot air and the spray droplets, for example, a general parallel flow type in which both the hot air and the spray droplets go downward; the spray droplets flow downward and the hot air flows upward. A countercurrent type; a parallel current type in which the spray droplets are directed upward and hot air is directed downward; and the like are appropriately selected.

スプレードライは、瞬間的に熱をかけるため、粉末そのものに高い温度がかかることがない。スプレードライは、スラリーを乾燥させて直接的に粉末を得るため、ろ過、乾燥および粉砕などの処理が不要であり、これらの一連の作業時に発生し得るコンタミを抑制できる。 Since spray drying applies heat instantaneously, the powder itself does not get hot. In spray drying, since the slurry is dried to directly obtain powder, treatments such as filtration, drying and pulverization are unnecessary, and contamination that may occur during these series of operations can be suppressed.

《媒体流動乾燥》
上記スラリーから粉末を調製する手段としては、後述する本発明のハロイサイト粉末を得ることができれば、上述したスプレードライに限定されず、例えば、媒体流動乾燥(ボール入り流動層乾燥)であってもよい。
すなわち、粉末調製工程は、スラリー準備工程において調製されたスラリーを媒体流動乾燥することにより粉末を得る工程であってもよい。
媒体流動乾燥は、概略的には、例えば、まず、被乾燥物であるスラリーを、流動中の1~3mmφのセラミックボール層に連続的に供給することにより、ボール表面に付着させる。被乾燥物は、加熱されたボールからの熱伝導と流動化熱風からの対流伝熱とによって瞬時に乾燥され、ボールどうしの衝突によりボール表面から剥離する。こうして粉末が得られる。
《Media flow drying》
The means for preparing the powder from the slurry is not limited to the spray drying described above as long as the halloysite powder of the present invention described later can be obtained, and may be, for example, medium fluidized drying (fluidized bed drying with balls). ..
That is, the powder preparation step may be a step of obtaining a powder by fluid-drying the slurry prepared in the slurry preparation step.
In the medium flow drying, for example, first, a slurry to be dried is first continuously supplied to a flowing ceramic ball layer having a diameter of 1 to 3 mm, so that the slurry is adhered to the ball surface. The object to be dried is instantly dried by heat conduction from the heated balls and convection heat transfer from the fluidized hot air, and is separated from the ball surface by collision between the balls. In this way the powder is obtained.

〈焼成工程〉
本発明の製造方法は、粉末調製工程において得られた粉末を420℃超500℃未満の焼成温度で焼成する工程(焼成工程)を備える。このような焼成工程を経ることにより、顆粒の破壊強度が所定値以上となり、耐水性に優れる。これは、焼成工程を経ることにより、顆粒を構成するハロイサイトの一次粒子どうしが強固に結合するためと推測される。もっとも、このメカニズムは推定であり、このメカニズム以外であっても、本発明の範囲内であるものとする。
<Baking process>
The production method of the present invention includes a step (baking step) of firing the powder obtained in the powder preparation step at a firing temperature of more than 420 ° C and less than 500 ° C. By undergoing such a firing step, the breaking strength of the granules becomes equal to or higher than a predetermined value, and the water resistance is excellent. It is presumed that this is because the primary particles of halloysites constituting the granules are firmly bonded to each other through the firing step. However, this mechanism is an estimation, and it is assumed that other than this mechanism is within the scope of the present invention.

なお、上述した後スラリー化において界面活性剤を使用する場合には、スプレードライ等によって得られる粉末にも界面活性剤が残存している場合があるが、焼成を施すことにより、界面活性剤が除去される。 When a surfactant is used in the post-slurry described above, the surfactant may remain in the powder obtained by spray drying or the like, but the surfactant can be removed by firing. Will be removed.

焼成温度は、焼成後のXRD測定においてハロイサイトの結晶構造が維持できる温度である。焼成温度は、430℃以上480℃以下が好ましく、440℃以上470℃以下がより好ましい。
焼成時間は、特に限定されず、例えば、0.5~2時間であり、0.75~1.5時間が好ましい。
The calcination temperature is a temperature at which the crystal structure of halloysite can be maintained in the XRD measurement after calcination. The firing temperature is preferably 430 ° C. or higher and 480 ° C. or lower, and more preferably 440 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
The firing time is not particularly limited, and is, for example, 0.5 to 2 hours, preferably 0.75 to 1.5 hours.

[ハロイサイト粉末]
次に、上述した本発明の製造方法によって得られる本発明のハロイサイト粉末について説明する。
本発明のハロイサイト粉末(以下、単に「本発明の粉末」ともいう)は、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなる顆粒を含む粉末であって、純水に24時間浸漬して含水させた上記顆粒の破壊強度が7.60MPa以上である、ハロイサイト粉末である。
本明細書においては、複数個の「顆粒」の集合体を「粉末」と呼ぶ。
本発明の粉末は、このような顆粒を含まない粉末(例えば、単なるハロイサイトの粉末)と比べて、流動性が良いので、輸送、供給、包装などの自動化、定量化が容易になる;かさ密度が高いため、輸送、貯蔵、包装などの点でコンパクト化できる;微粉が飛散して周辺の環境を汚染する発塵が抑制され、とりわけ、ナノサイズ粒子の人体への安全性への懸念を軽減できる;粒子の形状や大きさなどの違いによる容器内での偏り、すなわち偏析が起こりにくく、また、容器、機壁、包装材などへの付着が減る;触媒や吸着剤などとして、気体や液体と接触させて利用する場合、流体抵抗を減少でき、また、分離・回収や、乾燥・再生がしやすい;等の効果を有する。
本発明の粉末における顆粒は、顆粒を構成する一次粒子でもあるハロイサイトナノチューブの機能を阻害せずに、上記効果を有する。
[Haloysite powder]
Next, the halloysite powder of the present invention obtained by the above-mentioned production method of the present invention will be described.
The halloysite powder of the present invention (hereinafter, also simply referred to as "powder of the present invention") is a powder containing granules formed by aggregating halloysites containing halloysite nanotubes, and is immersed in pure water for 24 hours to contain water. A halloysite powder having a breaking strength of 7.60 MPa or more.
In the present specification, an aggregate of a plurality of "granule" is referred to as "powder".
The powders of the present invention have better fluidity than powders without such particles (eg, mere halloysite powders), which facilitates automation and quantification of transportation, supply, packaging, etc .; bulk density. Because of its high value, it can be made compact in terms of transportation, storage, packaging, etc .; dust generation that scatters fine powder and pollutes the surrounding environment is suppressed, and in particular, concerns about the safety of nano-sized particles to the human body are reduced. Yes; bias in the container due to differences in particle shape and size, that is, segregation is less likely to occur, and adhesion to containers, machine walls, packaging materials, etc. is reduced; gas or liquid as a catalyst or adsorbent When used in contact with, the fluid resistance can be reduced, and it has the effects of easy separation / recovery, drying / regeneration; and the like.
The granules in the powder of the present invention have the above-mentioned effects without impairing the function of halloysite nanotubes, which are also the primary particles constituting the granules.

また、本発明の粉末において、上記顆粒は、上記ハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する第1の細孔と、上記第1の細孔とは異なる第2の細孔とを有することが好ましい。 Further, in the powder of the present invention, it is preferable that the granules have first pores derived from the tube pores of the halloysite nanotubes and second pores different from the first pores.

〈XRD〉
本発明の粉末は、例えば、X線回折(XRD)測定の結果から、ハロイサイトの結晶構造を有することが確認できる(図11を参照)。
図11は、本発明のハロイサイト粉末(後述する実施例1のハロイサイト粉末)のXRDパターンを示すグラフである。図11には、後述する比較例1~2のハロイサイト粉末のXRDも掲載している。
図11に示すように、本発明の粉末において、Al2Si25(OH)4で表されるハロイサイトのXRDパターンが維持されている。
<XRD>
From the results of X-ray diffraction (XRD) measurement, for example, it can be confirmed that the powder of the present invention has a halloysite crystal structure (see FIG. 11).
FIG. 11 is a graph showing an XRD pattern of the halloysite powder of the present invention (the halloysite powder of Example 1 described later). FIG. 11 also shows the XRD of the halloysite powders of Comparative Examples 1 and 2 described later.
As shown in FIG. 11, in the powder of the present invention, the XRD pattern of halloysite represented by Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 is maintained.

XRD測定における具体的な条件は、以下のとおりである。
・使用装置:X線回折分析装置D8ADVANCE(BRUKER社製)
・X線管球:CuKα
・光学系:集中法
・管電圧:35kV
・管電流:40mA
・検出器:一次元半導体検出器
・スキャン範囲:2~70deg
・スキャンステップ:0.021deg
・スキャンスピード:4deg/min
The specific conditions in the XRD measurement are as follows.
-Device used: X-ray diffraction analyzer D8ADVANCE (manufactured by BRUKER)
・ X-ray tube: CuKα
・ Optical system: Centralized method ・ Tube voltage: 35kV
・ Tube current: 40mA
・ Detector: One-dimensional semiconductor detector ・ Scan range: 2 to 70 deg
-Scan step: 0.021 deg
・ Scan speed: 4deg / min

〈破壊強度〉
本発明の粉末は、純水に24時間浸漬して含水させた顆粒の破壊強度が7.60MPa以上である。これにより、本発明の粉末は、耐水性に優れる。
耐水性がより優れるという理由から、破壊強度は、8.00MPa以上が好ましく、8.30MPa以上がより好ましい。
一方、破壊強度の上限は特に限定されず、例えば、20.00MPa以下であり、17.00MPa以下が好ましく、15.00MPa以下がより好ましい。
<destruction strength>
The powder of the present invention has a breaking strength of 7.60 MPa or more of granules soaked in pure water for 24 hours to contain water. As a result, the powder of the present invention has excellent water resistance.
The breaking strength is preferably 8.00 MPa or more, more preferably 8.30 MPa or more, because the water resistance is more excellent.
On the other hand, the upper limit of the breaking strength is not particularly limited, and is, for example, 20.00 MPa or less, preferably 17.00 MPa or less, and more preferably 15.00 MPa or less.

顆粒の破壊強度は、微小圧縮試験機を用いた圧縮試験により測定され、5回の試験結果の平均値である。
より詳細には、まず、粉末(顆粒)を、純水(脱イオン水)に24時間浸漬することにより含水させたものを、試料とする。この試料を、微小圧縮試験機MCT-510(島津製作所社製)における試料台(下部加圧板)の上に極微量散布し、試料1粒ずつ圧縮試験を行ない、破壊強度を求める。5回の試験結果(破壊強度)の平均値を、その粉末の破壊強度とする。
なお、圧縮試験に際しては、試料台上で、各試料のX方向およびY方向の径を測り、その平均値を、各試料の粒径とする。
The breaking strength of the granules is measured by a compression test using a microcompression tester and is an average value of the results of five tests.
More specifically, first, a sample obtained by immersing the powder (granule) in pure water (deionized water) for 24 hours to contain water is used as a sample. This sample is sprayed on a sample table (lower pressure plate) of the micro-compression tester MCT-510 (manufactured by Shimadzu Corporation) in a very small amount, and a compression test is performed for each sample to determine the fracture strength. The average value of the results of five tests (breaking strength) is taken as the breaking strength of the powder.
In the compression test, the diameters of each sample in the X and Y directions are measured on a sample table, and the average value thereof is taken as the particle size of each sample.

〈SEM〉
本発明の粉末が含む顆粒(以下、便宜的に「本発明の顆粒」ともいう)が、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなる顆粒であること、および、ハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する孔(第1の細孔)を有することは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)写真により確認できる(図3~図5を参照)。
<SEM>
The granules contained in the powder of the present invention (hereinafter, also referred to as "granule of the present invention" for convenience) are granules formed by aggregating halloysites containing halloysite nanotubes, and holes derived from the tube holes of the halloysite nanotubes. Having (first pores) can be confirmed, for example, by scanning electron microscope (SEM) photographs (see FIGS. 3 to 5).

図3~図5は、本発明のハロイサイト粉末(スプレードライにより調製され、かつ、450℃で焼成された、後述する実施例2のハロイサイト粉末)を示すSEM写真である。図3の拡大写真が図4であり、図4の拡大写真が図5である。 3 to 5 are SEM photographs showing the halloysite powder of the present invention (the halloysite powder of Example 2 described later, which was prepared by spray drying and fired at 450 ° C.). The enlarged photograph of FIG. 3 is FIG. 4, and the enlarged photograph of FIG. 4 is FIG.

図3および図4においては、球体状の顆粒が確認される。図4および図5からは、その顆粒が、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなることが確認できる。更に、図4および図5(特に、図5)においては、顆粒表面に、ハロイサイトナノチューブのチューブ孔(に由来する第1の細孔)の存在も確認できる。
このような第1の細孔を有する顆粒構造が得られる理由は、ハロイサイトナノチューブを含むスラリーがスプレードライ等されることにより、ハロイサイトナノチューブが、そのチューブ形状を維持したまま凝集するためと考えられる。
In FIGS. 3 and 4, spherical granules are confirmed. From FIGS. 4 and 5, it can be confirmed that the granules are aggregated with halloysites containing halloysite nanotubes. Further, in FIGS. 4 and 5 (particularly, FIG. 5), the presence of tube pores (derived from the first pores) of halloysite nanotubes can be confirmed on the surface of the granules.
It is considered that the reason why the granule structure having the first pores is obtained is that the halloysite nanotubes aggregate while maintaining the tube shape by spray-drying the slurry containing the halloysite nanotubes.

また、図4および図5においては、顆粒表面に、ハロイサイトナノチューブのチューブ孔(通常、内径は、10~20nm程度)よりも大径の孔(第2の細孔)の存在を確認することができる。
なお、本発明の顆粒が、第1の細孔とは異なる第2の細孔を有することは、例えば、顆粒断面のSEM写真(図示せず)によっても確認できる。顆粒の断面は、例えば、顆粒を集束イオンビーム(FIB)で加工することにより露出させる。
このような第2の細孔が得られる理由は、スプレードライ等によってスラリーが顆粒となる際に、スラリーの分散媒が顆粒(の内部)から蒸発して抜けるためと考えられる。
Further, in FIGS. 4 and 5, it is possible to confirm the presence of pores (second pores) having a diameter larger than that of the halloysite nanotube tube pores (usually, the inner diameter is about 10 to 20 nm) on the surface of the granules. can.
It can be confirmed by, for example, an SEM photograph (not shown) of the cross section of the granule that the granule of the present invention has a second pore different from the first pore. The cross section of the granules is exposed, for example, by processing the granules with a focused ion beam (FIB).
It is considered that the reason why such a second pore is obtained is that when the slurry becomes granules by spray drying or the like, the dispersion medium of the slurry evaporates from (inside) the granules and escapes.

なお、図6は、スプレードライ後に焼成をしなかったハロイサイト粉末(後述する比較例3のハロイサイト粉末)を示すSEM写真である。
図6においては、図5と同様に、顆粒表面に、ハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する第1の細孔、および、このチューブ孔よりも大きい第2の細孔を確認できる。
したがって、図5と図6との対比から、450℃の焼成後(図5)においても、焼成前(図6)の顆粒構造は失われず、維持されることが分かる。
Note that FIG. 6 is an SEM photograph showing a halloysite powder (haloysite powder of Comparative Example 3 described later) that was not fired after spray drying.
In FIG. 6, as in FIG. 5, first pores derived from the tube pores of the halloysite nanotubes and second pores larger than the tube pores can be confirmed on the surface of the granules.
Therefore, from the comparison between FIGS. 5 and 6, it can be seen that the granule structure before firing (FIG. 6) is not lost and is maintained even after firing at 450 ° C. (FIG. 5).

〈細孔分布測定〉
本発明の粉末が含む顆粒が上記特有の構造を有することは、本発明の粉末を細孔分布測定した結果(図7~図9を参照)からも、確認することができる。
本発明の粉末は、窒素吸着等温線からBJH法により求めた微分細孔分布(Log微分細孔容積分布)が、10~100nmの範囲内に、2つ以上の細孔径ピークを示すことがより好ましく、10~70nmの範囲内に、2つ以上の細孔径ピークを示すことが更に好ましく、10~50nmの範囲内に、2つ以上の細孔径ピークを示すことが特に好ましい。以下、より詳細に説明する。
<Measurement of pore distribution>
It can be confirmed from the results of pore distribution measurement of the powder of the present invention (see FIGS. 7 to 9) that the granules contained in the powder of the present invention have the above-mentioned peculiar structure.
The powder of the present invention is based on the fact that the differential pore distribution (Log differential pore volume distribution) obtained from the nitrogen adsorption isotherm by the BJH method shows two or more pore diameter peaks within the range of 10 to 100 nm. It is preferable to show two or more pore size peaks in the range of 10 to 70 nm, and it is particularly preferable to show two or more pore size peaks in the range of 10 to 50 nm. Hereinafter, a more detailed description will be given.

図7~図9は、本発明のハロイサイト粉末(後述する実施例1~3のハロイサイト粉末)について、窒素吸着等温線からBJH法により求めた微分細孔分布(Log微分細孔容積分布)を示すグラフであり、横軸は細孔径[nm]を表し、縦軸は微分細孔容積(dVp/dlogDp)[cm3/g]を表す(以下、同様)。 7 to 9 show the differential pore distribution (Log differential pore volume distribution) obtained by the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm of the halloysite powder of the present invention (the halloysite powder of Examples 1 to 3 described later). In the graph, the horizontal axis represents the pore diameter [nm], and the vertical axis represents the differential pore volume (dVp / dlogDp) [cm 3 / g] (hereinafter, the same applies).

図7のグラフ(実施例1)においては、10~100nmの範囲内に、2つの細孔径ピークが明確に現れている。2つの細孔径ピークは、10~70nmの範囲内でもあり、10~50nmの範囲内でもあり、10~40nmの範囲内でもある。
細孔径が小さい方のピーク(10nm以上20nm以下の細孔径ピーク)が、ハロイサイトナノチューブのチューブ孔(内径:10~20nm程度)に由来する第1の細孔を表しており、細孔径が大きい方のピーク(20nm超の細孔径ピーク)が、チューブ孔とは異なる第2の細孔を表していると言える。
In the graph of FIG. 7 (Example 1), two pore diameter peaks clearly appear in the range of 10 to 100 nm. The two pore size peaks are in the range of 10 to 70 nm, in the range of 10 to 50 nm, and in the range of 10 to 40 nm.
The peak with the smaller pore diameter (the peak with the pore diameter of 10 nm or more and 20 nm or less) represents the first pore derived from the tube hole (inner diameter: about 10 to 20 nm) of the halloysite nanotube, and the one with the larger pore diameter. It can be said that the peak (pore diameter peak over 20 nm) represents a second pore different from the tube hole.

図8のグラフ(実施例2)においては、細孔径が10~40nmの範囲内に2つのピークが現れ、更に、細孔径がほぼ50nmの位置にも1つのピークが現れている。
10nm以上20nm以下の細孔径ピークは、第1の細孔を表し、20nm超の2つの細孔径ピークは、どちらも第2の細孔を表していると解される。
In the graph of FIG. 8 (Example 2), two peaks appear in the range of the pore diameter of 10 to 40 nm, and one peak also appears at the position where the pore diameter is approximately 50 nm.
It is understood that the pore diameter peak of 10 nm or more and 20 nm or less represents the first pore, and the two pore diameter peaks of more than 20 nm represent the second pore.

なお、図10は、図8のハロイサイト粉末(実施例2)と同様の調製をしつつも、スプレードライ後に焼成をしなかったハロイサイト粉末(後述する比較例3)の微分細孔分布を示すグラフである。図10には、図8と同様の細孔径ピークが示されている。したがって、450℃の焼成後(図8)においても、焼成前(図10)の顆粒構造は失われず、維持されることが分かる。 FIG. 10 is a graph showing the differential pore distribution of the halloysite powder (Comparative Example 3 described later) which was prepared in the same manner as the halloysite powder of FIG. 8 but was not calcined after spray drying. Is. FIG. 10 shows a pore diameter peak similar to that in FIG. Therefore, it can be seen that the granule structure before firing (FIG. 10) is not lost and is maintained even after firing at 450 ° C. (FIG. 8).

図9のグラフ(実施例3)においては、細孔径が10~40nmの範囲内に3つのピークが現れている。
10nm以上20nm以下の細孔径ピークは、第1の細孔を表し、20nm超の2つの細孔径ピークは、どちらも第2の細孔を表していると解される。
In the graph of FIG. 9 (Example 3), three peaks appear in the pore diameter range of 10 to 40 nm.
It is understood that the pore diameter peak of 10 nm or more and 20 nm or less represents the first pore, and the two pore diameter peaks of more than 20 nm represent the second pore.

実施例2および3のハロイサイト粉末においては、顆粒に第2の細孔が形成されているが、その細孔径が大きく2種類に分かれているものと解される。ハロイサイト粉末を調製する際に用いるスラリーの粘度や粒子の分散性などが、第2の細孔に影響を与えると推測される。 In the halloysite powders of Examples 2 and 3, second pores are formed in the granules, but it is understood that the pore diameters are largely divided into two types. It is presumed that the viscosity of the slurry used when preparing the halloysite powder, the dispersibility of the particles, and the like affect the second pores.

10~40nmの範囲内に2つ以上の細孔径ピークを示すことが更に好ましく、10~40nmの範囲内に2つの細孔径ピークを示すことが特に好ましい。
このとき、第1の細孔に対応する細孔径ピークは、10nm以上20nm以下の範囲に現れていることが好ましく、第2の細孔に対応する細孔径ピークは、20nm超40nm以下の範囲に現れていることが好ましい。
It is more preferable to show two or more pore diameter peaks in the range of 10 to 40 nm, and it is particularly preferable to show two pore diameter peaks in the range of 10 to 40 nm.
At this time, the pore diameter peak corresponding to the first pore preferably appears in the range of 10 nm or more and 20 nm or less, and the pore diameter peak corresponding to the second pore is in the range of more than 20 nm and 40 nm or less. It is preferable that it appears.

本発明の粉末は、第2の細孔を有する場合、後述する全細孔面積および全細孔容積が大きい。 When the powder of the present invention has a second pore, the total pore area and the total pore volume described later are large.

具体的には、本発明の粉末の全細孔面積は、59.0m2/g以上が好ましく、65.0m2/g以上がより好ましく、75.0m2/g以上が更に好ましい。上限は特に限定されないが、例えば、200.0m2/g以下であり、150.0m2/g以下が好ましい。 Specifically, the total pore area of the powder of the present invention is preferably 59.0 m 2 / g or more, more preferably 65.0 m 2 / g or more, and even more preferably 75.0 m 2 / g or more. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 200.0 m 2 / g or less, preferably 150.0 m 2 / g or less.

本発明の粉末の全細孔容積は、0.20cm3/g以上が好ましく、0.23cm3/g以上がより好ましい。上限は特に限定されないが、例えば、0.80cm3/g以下であり、0.60cm3/g以下が好ましい。 The total pore volume of the powder of the present invention is preferably 0.20 cm 3 / g or more, more preferably 0.23 cm 3 / g or more. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 0.80 cm 3 / g or less, preferably 0.60 cm 3 / g or less.

そのほか、本発明の粉末の平均細孔径は、例えば、5.0nm以上であり、11.0nm以上が好ましい。上限は特に限定されないが、例えば、30.0nm以下であり、20.0nm以下が好ましい。 In addition, the average pore diameter of the powder of the present invention is, for example, 5.0 nm or more, preferably 11.0 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 30.0 nm or less, preferably 20.0 nm or less.

本発明の粉末のBET比表面積(BET法により求める比表面積)は、例えば、30~200m2/gであり、50~150m2/gが好ましい。 The BET specific surface area (specific surface area determined by the BET method) of the powder of the present invention is, for example, 30 to 200 m 2 / g, preferably 50 to 150 m 2 / g.

次に、細孔分布などの測定方法を説明する。
まず、粉末に前処理(120℃で、8時間の真空脱気)を施した後に、定容法を用いて、下記条件で、窒素による吸脱着等温線を測定する。平衡待ち時間は、吸着平衡状態に達してからの待ち時間である。
BET比表面積[m2/g]は、窒素吸着等温線からBET法を適用することにより求める。
平均細孔径[nm]は、BET比表面積および全細孔容積[cm3/g]の値から算出する。平均細孔径の算出に用いる全細孔容積(便宜的に「算出用全細孔容積」ともいう)は、吸着等温線の相対圧0.99までに存在する細孔で毛管凝縮が成立していると仮定し、吸着等温線の相対圧0.99の吸着量から求める。
更に、窒素吸着等温線からFHH基準曲線を用いてBJH法を適用することにより、Log微分細孔容積分布、全細孔容積[cm3/g]および全細孔面積[m2/g]を求める。約2.6nmから約200nmの細孔のプロット間隔は、解析ソフトウェアの標準条件を使用する。BJH法により求める全細孔容積および全細孔面積を、それぞれ、「BJH全細孔容積」および「BJH全細孔面積」ともいう。
本発明において、単に「全細孔容積」および「全細孔面積」という場合は、特に断りのない限り、それぞれ、「BJH全細孔容積」および「BJH全細孔面積」を意味するものとする。
・吸着温度:77K
・窒素の断面積:0.162nm2
・飽和蒸気圧:実測
・平衡待ち時間:500sec
・前処理装置:BELPREP-vacII(マイクロトラック・ベル社製)
・測定装置:BELSORP-mini(マイクロトラック・ベル社製)
・解析ソフトフェア:BELMaster Version 6.4.0.0(マイクロトラック・ベル社製)
Next, a measurement method such as pore distribution will be described.
First, the powder is pretreated (vacuum deaeration at 120 ° C. for 8 hours), and then the adsorption isotherm with nitrogen is measured under the following conditions using a constant volume method. The equilibrium waiting time is the waiting time after reaching the adsorption equilibrium state.
The BET specific surface area [m 2 / g] is determined by applying the BET method from the nitrogen adsorption isotherm.
The average pore diameter [nm] is calculated from the values of the BET specific surface area and the total pore volume [cm 3 / g]. The total pore volume used to calculate the average pore diameter (also referred to as "total pore volume for calculation" for convenience) is that capillary condensation is established in the pores existing up to the relative pressure of 0.99 of the adsorption isotherm. It is calculated from the adsorption amount of the relative pressure of 0.99 of the adsorption isotherm.
Furthermore, by applying the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm using the FHH reference curve, the Log differential pore volume distribution, total pore volume [cm 3 / g] and total pore area [m 2 / g] can be obtained. Ask. Plot spacing of pores from about 2.6 nm to about 200 nm uses standard conditions of analysis software. The total pore volume and the total pore area obtained by the BJH method are also referred to as "BJH total pore volume" and "BJH total pore area", respectively.
In the present invention, the terms "total pore volume" and "total pore area" mean "BJH total pore volume" and "BJH total pore area", respectively, unless otherwise specified. do.
・ Adsorption temperature: 77K
・ Cross-sectional area of nitrogen: 0.162 nm 2
・ Saturated vapor pressure: measured ・ Equilibrium waiting time: 500 sec
・ Pretreatment device: BELPREP-vacII (manufactured by Microtrack Bell)
-Measuring device: BELSORP-mini (manufactured by Microtrack Bell)
-Analysis software: BELMaster Version 6.4.0.0 (manufactured by Microtrack Bell)

〈平均粒径〉
本発明の粉末の平均粒径は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、0.5~200μmである。本発明の粉末がスプレードライによって調製される場合、平均粒径は1~100μmが好ましい。
このような粒径の顆粒は、上述したように造粒してサイズを大きくしてもよい。ただし、その場合、平均粒径は5mm以下が好ましい。
なお、有害性への懸念から呼吸器に侵入するサイズを考慮すると、顆粒の最小サイズは1μm以上であることが好ましい。
<Average particle size>
The average particle size of the powder of the present invention is not particularly limited and is appropriately selected depending on the intended use, but is, for example, 0.5 to 200 μm. When the powder of the present invention is prepared by spray drying, the average particle size is preferably 1 to 100 μm.
Granules having such a particle size may be granulated as described above to increase the size. However, in that case, the average particle size is preferably 5 mm or less.
Considering the size of the granules invading the respiratory tract due to concerns about harmfulness, the minimum size of the granules is preferably 1 μm or more.

平均粒径は、マイクロトラック・ベル社製のレーザー回折・散乱式 粒子径分布測定装置(マイクロトラックMT3300EXII)を用いて乾式で測定する。 The average particle size is measured by a dry method using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (Microtrac MT3300EXII) manufactured by Microtrac Bell.

〈ハロイサイト粉末の用途〉
本発明のハロイサイト粉末は、多種多様な用途に展開できる。
用途の例として、化粧品、色材、精密ポリシングナノ粒子、ナノ磁性材、触媒、触媒担体、調湿材、消臭材、脱臭材、吸着剤、徐放剤、抗菌剤、医薬品、および、人工酵素などが挙げられる。これらの用途には限定されない。
例えば、本発明のハロイサイト粉末は、チューブ孔に由来する第1の細孔を有することにより、チューブ孔に由来する第1の細孔を有さない粉末と比較して、調湿特性などの特性に優れる。
本発明のハロイサイト粉末は、軽量、断熱、吸音、環境浄化などの特性を付与する充填剤、コーティング材等としても好適である。
また、本発明のハロイサイト粉末は、これらの用途に単独で用いられる以外にも、機能性を向上させる目的で、100nm以下のサイズのイオン、分子、高分子、ナノ粒子などの1種以上を包含させたハイブリット体としても適用できる。例えば、薬剤などの有効成分を包含させたハイブリッド体として利用した場合には、その有効成分が均一に作用し、効能を長く維持できる効果が期待できる。
<Use of halloysite powder>
The halloysite powder of the present invention can be applied to a wide variety of applications.
Examples of applications are cosmetics, coloring materials, precision polishing nanoparticles, nanomagnetic materials, catalysts, catalyst carriers, humidity control materials, deodorants, deodorants, adsorbents, sustained release agents, antibacterial agents, pharmaceuticals, and artificial Examples include enzymes. It is not limited to these uses.
For example, the halloysite powder of the present invention has characteristics such as humidity control characteristics as compared with the powder having no first pores derived from the tube pores by having the first pores derived from the tube pores. Excellent for.
The halloysite powder of the present invention is also suitable as a filler, a coating material, or the like that imparts properties such as light weight, heat insulation, sound absorption, and environmental purification.
In addition to being used alone for these purposes, the halloysite powder of the present invention contains one or more of ions, molecules, polymers, nanoparticles and the like having a size of 100 nm or less for the purpose of improving functionality. It can also be applied as a hybrid body. For example, when it is used as a hybrid containing an active ingredient such as a drug, the active ingredient acts uniformly, and the effect of maintaining the efficacy for a long time can be expected.

なお、本発明のハロイサイト粉末は、第2の細孔を有する場合であって、かつ、その第2の細孔の細孔径が細菌やウイルスのサイズに近い場合には、細菌やウイルス(以下、「ウイルス等」と呼ぶ)をトラップする用途にも適用できる。
具体的には、例えば、本発明のハロイサイト粉末は、耐水性に優れることから、水中でウイルス等をトラップする水質浄化フィルタとして好適である。
ウイルス等をトラップした後の本発明のハロイサイト粉末は、熱処理を施すことによってトラップされたウイルス等を除去し、その後、再利用することもできる。
このような用途以外に、最終製品へ加工される過程で水と接触することがあっても、本発明のハロイサイト粉末は、耐水性に優れることにより、顆粒構造を維持し、その機能を発現する。
The halloysite powder of the present invention has a second pore, and when the pore diameter of the second pore is close to the size of the bacterium or virus, the bacterium or virus (hereinafter referred to as “)”. It can also be applied to trap (called "viruses, etc.").
Specifically, for example, the halloysite powder of the present invention has excellent water resistance and is therefore suitable as a water purification filter for trapping viruses and the like in water.
The halloysite powder of the present invention after trapping a virus or the like can be reused after removing the trapped virus or the like by performing a heat treatment.
In addition to such applications, the halloysite powder of the present invention maintains a granular structure and exhibits its function due to its excellent water resistance, even if it may come into contact with water in the process of being processed into a final product. ..

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited thereto.

〈ハロイサイト粉末の調製〉
以下のようにして、実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末を製造した。
<Preparation of halloysite powder>
Halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were produced as follows.

《原料(飯豊粘土)》
上述した飯豊粘土を、原料として用いた。飯豊粘土のXRD測定を行なったところ、ハロイサイトおよび微砂(石英)を表すピーク(図示せず)が確認された。
<< Raw material (Iitoyo clay) >>
The above-mentioned Iitoyo clay was used as a raw material. When XRD measurement of Iitoyo clay was performed, peaks (not shown) representing halloysite and fine sand (quartz) were confirmed.

《前スラリー化》
高速ミキサー(日本精機製作所社製、ウルトラホモミキサーUHM-20(20リットル))に、飯豊粘土および水を投入し、10分間、8,000rpmの処理を行なうことにより、飯豊粘土が水に分散した前スラリー(固形分濃度:10質量%)を得た。
《Pre-slurry》
Iitoyo clay and water were put into a high-speed mixer (Ultra Homo Mixer UHM-20 (20 liters) manufactured by Nissei Tokyo Office Co., Ltd.) and treated at 8,000 rpm for 10 minutes to disperse Iitoyo clay in water. A pre-slurry (solid content concentration: 10% by mass) was obtained.

《粗粒除去》
前スラリーを、目開き45μmのJIS試験用ふるいを全通させることにより、網上+45μmの粗粒(約30%)を除去した。このとき、目詰まりを防ぎ、網下-45μmの回収を高めるために、適宜、篩上には水を加え、はけで篩上を落とす操作を行なった。目開き25μmまたは100μmの篩を使用しても、最終的な品質は同様であった。
《Coarse grain removal》
By passing the pre-slurry through a JIS test sieve having a mesh size of 45 μm, coarse particles (about 30%) of +45 μm on the net were removed. At this time, in order to prevent clogging and enhance the recovery of −45 μm under the net, water was appropriately added to the sieve and the sieve was dropped with a brush. The final quality was similar when using a sieve with a mesh size of 25 μm or 100 μm.

《ろ過》
網下-45μmの前スラリーを、フィルタを用いて、吸引ろ過し、脱水ケーキとして回収した。
《Filtration》
The pre-slurry of −45 μm under the net was suction-filtered using a filter and recovered as a dehydrated cake.

《後スラリー化》
高速ミキサー(日本精機製作所社製、ウルトラホモミキサーUHM-20)に、脱水ケーキおよび水を加え、アニオン性高分子界面活性剤(花王社製、ポイズ520)を添加し、10分間、10,000rpmの処理を行なうことにより、飯豊粘土が水に分散した後スラリー(固形分濃度:20質量%)を得た。後スラリーの全固形分に対するアニオン性高分子界面活性剤の含有量は、1.5質量%とした。
<< Post-slurry >>
Dehydrated cake and water are added to a high-speed mixer (Ultra Homo Mixer UHM-20 manufactured by Nissei Tokyo Office), an anionic polymer surfactant (Poise 520 manufactured by Kao Co., Ltd.) is added, and 10,000 rpm for 10 minutes. After the Iitoyo clay was dispersed in water, a slurry (solid content concentration: 20% by mass) was obtained. The content of the anionic polymer surfactant with respect to the total solid content of the post-slurry was 1.5% by mass.

《遠心分離》
後スラリーを攪拌し、攪拌状態の後スラリーからチューブ1本当たり80mLを採取し、遠心機(コクサン社製、小型卓上遠心機H-19α、ロータ:RF-109L、バケット:MF-109L、チューブ:100mL×4本、PP製、外径45mm、内径40mm、高さ:100mm)にセットした。
2470Gの遠心力で、10分間の遠心操作を行ない、沈降相と分散相とに分離した。
沈降相から高さ+5mm以上の部分を、ポンプで吸引することにより、分散相を回収した。回収した分散相(スラリー)の固形分濃度は、下記表1に示した。
図1および図2は、実施例1において遠心分離後に回収された分散相のTEM写真である。図1と図2とは互いに視野が異なる。図1および図2に示すように、回収した分散相においては、ハロイサイトナノチューブの存在を確認できた。より詳細には、図1には長尺のハロイサイトナノチューブが、図2にはハロイサイトナノチューブの側面(断面)が視認される。TEM写真には示さないが、チューブ状以外の形状(例えば、シート状など)のハロイサイトも確認された。
《Centrifugation》
The post-slurry is agitated, and 80 mL per tube is collected from the post-slurry in a stirred state, and a centrifuge (manufactured by Kokusan Co., Ltd., small desktop centrifuge H-19α, rotor: RF-109L, bucket: MF-109L, tube: 100 mL x 4 pieces, made of PP, outer diameter 45 mm, inner diameter 40 mm, height: 100 mm) were set.
Centrifugal force of 2470G was carried out for 10 minutes to separate the sedimentary phase and the dispersed phase.
The dispersed phase was recovered by sucking a portion having a height of +5 mm or more from the sedimented phase with a pump. The solid content concentration of the recovered dispersed phase (slurry) is shown in Table 1 below.
1 and 2 are TEM photographs of the dispersed phase recovered after centrifugation in Example 1. The fields of view of FIGS. 1 and 2 are different from each other. As shown in FIGS. 1 and 2, the presence of halloysite nanotubes could be confirmed in the recovered dispersed phase. More specifically, FIG. 1 shows a long halloysite nanotube, and FIG. 2 shows a side surface (cross section) of the halloysite nanotube. Although not shown in the TEM photograph, halloysites having shapes other than tubular (for example, sheet-like) were also confirmed.

《スプレードライ》
回収した分散相(スラリー)を、スプレードライヤを用いてスプレードライすることにより、粉末(ハロイサイト粉末)を得た。
スプレードライヤとしては、大川原化工機社製のスプレードライヤL-8iを用い、スラリーをポンプで定量供給して、スラリーの微粒化(噴霧)を行なった。熱風と噴霧液滴との接触方式については、熱風と噴霧液滴とがともに下方向に向かう並流型で行なった。
このとき、各例ごとに、下記表1に示すように、スプレードライ条件(スラリーの固形分濃度、微粒化方式、水分蒸発量[kg/h]、入口温度[℃]および出口温度[℃])を変更することにより、得られる粉末の平均粒径を調整した。
微粒化方式として、回転ディスク方式を採用した場合には、下記表1に示すように、回転ディスクの回転数[rpm]も各例ごとに変更した。微粒化方式として、二流体ノズル方式または四流体ノズル方式(ツインジェットノズル方式)を採用した場合には、下記表1に示すように、噴霧エア圧力[MPa]も各例ごとに変更した。
《Spray dry》
The recovered dispersed phase (slurry) was spray-dried using a spray dryer to obtain a powder (haloysite powder).
As the spray dryer, a spray dryer L-8i manufactured by Okawara Kakohki Co., Ltd. was used, and the slurry was quantitatively supplied by a pump to atomize (spray) the slurry. The contact method between the hot air and the spray droplets was a parallel flow type in which both the hot air and the spray droplets went downward.
At this time, as shown in Table 1 below, for each example, spray-drying conditions (slurry solid content concentration, atomization method, water evaporation amount [kg / h], inlet temperature [° C.], and outlet temperature [° C.] ) Was changed to adjust the average particle size of the obtained powder.
When the rotating disk method was adopted as the atomization method, the rotation speed [rpm] of the rotating disk was also changed for each example as shown in Table 1 below. When the two-fluid nozzle method or the four-fluid nozzle method (twin jet nozzle method) was adopted as the atomization method, the spray air pressure [MPa] was also changed for each example as shown in Table 1 below.

Figure 0007104656000001
Figure 0007104656000001

《焼成》
一部の例を除いて、スプレードライ後の粉末に焼成を施した。
具体的には、スプレードライ後の粉末を、シリコニット発熱体の電気炉を用いて、室温から5℃/分の昇温速度で昇温し、上記表1に示す焼成温度で1時間保持し、その後、炉冷した。昇温および焼成温度での保持中、界面活性剤の焼失を促進するため、炉内には一定量の空気を供給しつつ、排気を行なった。
焼成後の粉末については、TG-DTA(熱重量測定-示差熱分析)により、界面活性剤が除去されていることが確認された。
焼成しなかった場合には、上記表1の焼成温度の欄には「-」を記載した。
《Burning》
Except for some examples, the powder after spray drying was calcined.
Specifically, the powder after spray-drying is heated from room temperature at a heating rate of 5 ° C./min using an electric furnace of a siliconit heating element, and held at the firing temperature shown in Table 1 above for 1 hour. After that, it was cooled in a furnace. In order to promote the burning of the surfactant during the temperature rise and the holding at the firing temperature, exhaust was performed while supplying a certain amount of air into the furnace.
It was confirmed by TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) that the surfactant was removed from the powder after firing.
In the case of not firing, "-" is described in the column of firing temperature in Table 1 above.

〈ハロイサイト粉末の評価〉
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末を、次のように評価した。
<Evaluation of halloysite powder>
The halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated as follows.

《XRD》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末について、XRD測定した。測定条件は、上述したとおりである。
図11は、実施例1および比較例1~2の粉末のXRDパターンを示すグラフである。図11に示すように、いずれの粉末においても、Al2Si25(OH)4で表されるハロイサイトのXRDパターンが確認された。これは、実施例2~3、比較例3~4の粉末のXRDパターン(図示せず)においても同様であった。
なお、2θ=26°付近のピークは、石英を表すピークであり、原料に含まれていた石英が微量存在していることを示している。
<< XRD >>
The halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were XRD-measured. The measurement conditions are as described above.
FIG. 11 is a graph showing the XRD patterns of the powders of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. As shown in FIG. 11, the XRD pattern of halloysite represented by Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 was confirmed in all the powders. This was the same in the XRD patterns (not shown) of the powders of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 3 to 4.
The peak near 2θ = 26 ° is a peak representing quartz, indicating that a small amount of quartz contained in the raw material is present.

《圧縮試験(含水後)》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末を純水に24時間浸漬して含水させたものを試料とした。この試料について、粒径を測定しつつ、圧縮試験を行ない、破壊強度を求めた。圧縮試験の詳細は、上述したとおりである。5回の試験結果の平均値を下記表2に示す。
《Compression test (after water content)》
The halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were immersed in pure water for 24 hours and impregnated with water as a sample. This sample was subjected to a compression test while measuring the particle size to determine the breaking strength. The details of the compression test are as described above. The average value of the results of the five tests is shown in Table 2 below.

《SEM》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末のSEM写真を撮影した。
図3~図5は、実施例2のハロイサイト粉末を示すSEM写真であり、図4は図3の拡大写真であり、図5は図4の拡大写真である。図6は、比較例3のハロイサイト粉末を示すSEM写真であり、図5と同等の倍率のSEM写真である。
図3~図5のSEM写真から、実施例2のハロイサイト粉末については、ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなる顆粒を含むこと、その顆粒表面にハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する孔(第1の細孔)が存在すること、および、その顆粒断面にハロイサイトナノチューブのチューブ孔よりも大径の孔(第2の細孔)が存在することが確認できた。
これは、実施例1および3、ならびに、比較例1~4のハロイサイト粉末のSEM写真(比較例3以外は図示せず)においても同様であった。
また、図5と図6との対比から、450℃の焼成後(図5)においても、焼成前(図6)の顆粒構造は失われず、維持されることが確認できた。
<< SEM >>
SEM photographs of halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were taken.
3 to 5 are SEM photographs showing the halloysite powder of Example 2, FIG. 4 is an enlarged photograph of FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged photograph of FIG. FIG. 6 is an SEM photograph showing the halloysite powder of Comparative Example 3, and is an SEM photograph having the same magnification as that of FIG.
From the SEM photographs of FIGS. 3 to 5, the halloysite powder of Example 2 contains granules formed by aggregating halloysites containing halloysite nanotubes, and holes derived from the tube holes of the halloysite nanotubes on the surface of the granules (first). It was confirmed that there are pores (second pores) in the granule cross section of the halloysite nanotubes, which are larger in diameter than the tube holes of the halloysite nanotubes.
This was also the case in the SEM photographs of the halloysite powders of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 to 4 (other than Comparative Example 3 are not shown).
Further, from the comparison between FIGS. 5 and 6, it was confirmed that the granule structure before firing (FIG. 6) was not lost and maintained even after firing at 450 ° C. (FIG. 5).

《細孔分布測定》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末について、窒素吸脱着等温線を測定した。測定条件は、上述したとおりである。
図7~図9は、それぞれ、窒素吸着等温線からBJH法により求めた実施例1~3のハロイサイト粉末の微分細孔分布を示すグラフである。各グラフにおいて、横軸は細孔径[nm]を表し、縦軸は微分細孔容積(dVp/dlogDp)[cm3/g]を表す。
図7~図9のグラフ(実施例1~3)においては、10~100nmの範囲内に2つ以上の細孔径ピークが確認された。
図10は、比較例3の微分細孔分布を示すグラフである。図10(比較例3)には、図8(実施例2)と同様の細孔径ピークが示されている。このことから、450℃の焼成後(図8)においても、焼成前(図10)の顆粒構造は失われず、維持されることが確認された。
<< Measurement of pore distribution >>
Nitrogen adsorption isotherms were measured for the halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4. The measurement conditions are as described above.
7 to 9 are graphs showing the differential pore distribution of the halloysite powders of Examples 1 to 3 obtained by the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm, respectively. In each graph, the horizontal axis represents the pore diameter [nm], and the vertical axis represents the differential pore volume (dVp / dlogDp) [cm 3 / g].
In the graphs of FIGS. 7 to 9 (Examples 1 to 3), two or more pore diameter peaks were confirmed in the range of 10 to 100 nm.
FIG. 10 is a graph showing the differential pore distribution of Comparative Example 3. FIG. 10 (Comparative Example 3) shows a pore diameter peak similar to that of FIG. 8 (Example 2). From this, it was confirmed that the granule structure before firing (FIG. 10) was not lost and maintained even after firing at 450 ° C. (FIG. 8).

細孔分布測定に伴い、実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末について、BJH全細孔面積、BJH全細孔容積、BET比表面積、算出用全細孔容積および平均細孔径を求めた。結果を下記表2に示す。 With the measurement of pore distribution, for the halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the total pore area of BJH, the total pore volume of BJH, the BET specific surface area, the total pore volume for calculation, and the average pore diameter were measured. I asked. The results are shown in Table 2 below.

《平均粒径》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末について、平均粒径を測定した。結果を下記表2に示す。
《Average particle size》
The average particle size of the halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was measured. The results are shown in Table 2 below.

《耐水性》
実施例1~3および比較例1~4のハロイサイト粉末について、耐水性を評価した。
具体的には、2gのハロイサイト粉末(試料)と8gの純水とを、スクリュー管瓶(蓋付きのガラス製容器)に入れ、5回の振とうを行ない、その後、超音波洗浄器により容器の内容物を30分間分散させ、更に、超音波による分散を110分間行なった。
静置後、容器内を観察し、試料と純水とが分離していた場合は「A」を、試料と純水とが分離しておらず一様にゲル化していた場合は「B」を下記表2に記載した。「A」であればハロイサイト粉末は耐水性に優れるものと評価できる。すなわち、「A」であれば、水中において顆粒表面から一次粒子が剥離しにくいものとして評価できる。
"water resistant"
The water resistance of the halloysite powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was evaluated.
Specifically, 2 g of halloysite powder (sample) and 8 g of pure water are placed in a screw tube bottle (glass container with a lid), shaken 5 times, and then the container is subjected to an ultrasonic cleaner. The contents of the above were dispersed for 30 minutes, and further dispersed by ultrasonic waves for 110 minutes.
After standing, observe the inside of the container, and if the sample and pure water are separated, "A" is displayed. If the sample and pure water are not separated and gelled uniformly, "B" is displayed. Are listed in Table 2 below. If it is "A", the halloysite powder can be evaluated as having excellent water resistance. That is, if it is "A", it can be evaluated that the primary particles are hard to peel off from the surface of the granules in water.

Figure 0007104656000002
Figure 0007104656000002

上記表2に示すように、実施例1~3のハロイサイト粉末は、比較例1~4のハロイサイト粉末よりも、耐水性に優れることが分かった。 As shown in Table 2 above, it was found that the halloysite powders of Examples 1 to 3 were superior in water resistance to the halloysite powders of Comparative Examples 1 to 4.

なお、BJH全細孔容積などに関して、例えば比較例1(焼成なし)と実施例1(450℃で焼成)とを対比すると、その差は大きくなく、焼成後においても、焼成前の顆粒構造は維持されることが分かった。これは、比較例3と実施例2との対比、および、比較例4と実施例3との対比においても、同様であった。 When comparing Comparative Example 1 (without firing) and Example 1 (fired at 450 ° C.) with respect to the total pore volume of BJH, the difference is not large, and the granule structure before firing is large even after firing. It turned out to be maintained. This was the same in the comparison between Comparative Example 3 and Example 2 and the comparison between Comparative Example 4 and Example 3.

Claims (10)

ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトが集合してなる顆粒を含む粉末であって、純水に24時間浸漬して含水させた前記顆粒の破壊強度が7.60MPa以上である、ハロイサイト粉末。 A halloysite powder containing granules formed by aggregating halloysites containing halloysite nanotubes, wherein the breaking strength of the granules soaked in pure water for 24 hours and impregnated with water is 7.60 MPa or more. 前記顆粒が、前記ハロイサイトナノチューブのチューブ孔に由来する第1の細孔と、前記第1の細孔とは異なる第2の細孔とを有する、請求項1に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to claim 1, wherein the granules have first pores derived from the tube pores of the halloysite nanotubes and second pores different from the first pores. 窒素吸着等温線からBJH法により求めた微分細孔分布が、10~100nmの範囲内に、2つ以上の細孔径ピークを示す、請求項2に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to claim 2, wherein the differential pore distribution obtained from the nitrogen adsorption isotherm by the BJH method shows two or more pore diameter peaks in the range of 10 to 100 nm. 平均粒径が、0.5~200μmである、請求項1~3のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to any one of claims 1 to 3, which has an average particle size of 0.5 to 200 μm. BET比表面積が、30~200m2/gである、請求項1~4のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to any one of claims 1 to 4, which has a BET specific surface area of 30 to 200 m 2 / g. 平均細孔径が、11.0nm以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to any one of claims 1 to 5, which has an average pore diameter of 11.0 nm or more. 全細孔面積が、59.0m2/g以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to any one of claims 1 to 6, wherein the total pore area is 59.0 m 2 / g or more. 全細孔容積が、0.20cm3/g以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末。 The halloysite powder according to any one of claims 1 to 7, wherein the total pore volume is 0.20 cm 3 / g or more. 請求項1~8のいずれか1項に記載のハロイサイト粉末を製造する方法であって、
ハロイサイトナノチューブを含むハロイサイトのスラリーを準備する工程と、
前記スラリーから粉末を調製する工程と、
前記調製された粉末を420℃超500℃未満の焼成温度で焼成する工程と、を備えるハロイサイト粉末の製造方法。
The method for producing a halloysite powder according to any one of claims 1 to 8.
The process of preparing a halloysite slurry containing halloysite nanotubes,
The step of preparing powder from the slurry and
A method for producing a halloysite powder, comprising a step of calcining the prepared powder at a firing temperature of more than 420 ° C. and less than 500 ° C.
前記スラリーから粉末を調製する工程が、前記スラリーをスプレードライする工程である、請求項9に記載のハロイサイト粉末の製造方法。 The method for producing halloysite powder according to claim 9, wherein the step of preparing the powder from the slurry is the step of spray-drying the slurry.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001518124A (en) 1997-01-17 2001-10-09 コーリア・ピーティージー・カンパニー・リミテッド Method for producing polytetramethylene ether glycol diester using halloysite catalyst
JP2005335981A (en) 2004-05-25 2005-12-08 Japan Polypropylene Corp Method for producing ion exchangeable layered silicate particle and catalyst component for olefin polymerization using the same
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09301713A (en) * 1996-05-13 1997-11-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd New modified clay composite material, its production, resin composition consisting of modified clay composite material and resin, and its production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001518124A (en) 1997-01-17 2001-10-09 コーリア・ピーティージー・カンパニー・リミテッド Method for producing polytetramethylene ether glycol diester using halloysite catalyst
JP2005335981A (en) 2004-05-25 2005-12-08 Japan Polypropylene Corp Method for producing ion exchangeable layered silicate particle and catalyst component for olefin polymerization using the same
JP2015525262A (en) 2012-05-30 2015-09-03 カミン・エルエルシーKaMin LLC Method and composition for increasing ink clay loading in heatset ink formulations while maintaining ink gloss and ink formulations produced therefrom
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