JPH0228545B2 - Mukisojotakotainoseiho - Google Patents

Mukisojotakotainoseiho

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JPH0228545B2
JPH0228545B2 JP26170485A JP26170485A JPH0228545B2 JP H0228545 B2 JPH0228545 B2 JP H0228545B2 JP 26170485 A JP26170485 A JP 26170485A JP 26170485 A JP26170485 A JP 26170485A JP H0228545 B2 JPH0228545 B2 JP H0228545B2
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JP
Japan
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compound
inorganic
producing
compounds
porous material
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Shozo Hirao
Masaru Yokoyama
Takashi Kishimoto
Koichi Takahama
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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  • Catalysts (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕 この発明は、断熱性に優れた無機層状多孔体の
製法に関する。 〔背景技術〕 空隙を有する層状多孔体として、膨潤性層状化
合物の層間に水酸化物等の異種物質を挿入反応さ
せたインターカレーシヨン物質がある(たとえ
ば、特開昭54−5884号公報および特開昭54−
16386号公報参照)。ところが、このものは、層間
距離が10Å以下と小さいため、吸着水の影響を受
けやすく、また、断熱性の点でもあまりすぐれて
いるとはいえないものである。 これに対し、微細多孔質粘土材料として、スメ
クタイト型鉱物に水溶性高分子化合物を混合した
ものを使用し、それに、陽イオン性酸化物あるい
は重合体状シリカをインターカレーシヨンするこ
とが、特開昭60−131878号公報,特開昭60−
137812号公報,特開昭60−137813号公報,特開昭
60−155526号公報、ならびに、特開昭60−166217
号公報等に示されている。これらの方法によれ
ば、層間距離を先述のインターカレーシヨン物質
の場合の10Å以下から、30Å程度にまで拡げるこ
とができる。しかしながら、この方法によつて形
成された層状多孔体では、前述したように層間距
離を30Å程度にまで拡げることができても、その
空隙内に水分が吸着されやすいため、この水分の
吸着による各層間の熱的な短絡が発生することが
さけられず、熱物性の向上が期待できない。 〔発明の目的〕 この発明は、このような現状に鑑みて、層間に
比較的大きな空隙を有して断熱効果に優れた無機
層状多孔体の製法を提供するものである。 〔発明の開示〕 この発明は、このような目的を達成するため
に、膨潤させた膨潤性層状化合物の層間に、あら
かじめイオン交換処理を施したコロイド状無機化
合物と陽イオン性無機化合物および金属アルコラ
ートのうちの少なくとも一方とを反応させて得ら
れる反応物を挿入し、乾燥を行つて前記層間に微
細な空隙を形成するようにする無機層状多孔体の
製法を要旨とする。 以下に、この発明を、その1実施例を表す図面
を参照しながら詳しく説明する。 構造を模式化してあらわした第1図にみるよう
に、この発明の無機層状多孔体の製法によつて得
られる無機層状多孔体Aは、無機層状化合物の層
1,1間に、無機化合物2が挿入固定されてい
る。そのため、その層間の空隙3が30〜600Åに
保持されている。 膨潤性層状化合物としては、Na―モンモリロ
ナイト,Ca―モンモリロナイト,酸性白土,3
―八面体合成スメクタイトおよび合成雲母(Na
フツ素四ケイ素雲母)等が挙げられるが、膨潤性
層状化合物でありさえすれば、これらに限られる
ものではない。Ca―モンモリロナイトおよび酸
性白土等のような膨潤性層状化合物を主材として
用いる場合には、強い剪断力を加えないと膨潤し
にくいので、膨潤時に混練する必要がある。 無機化合物となる反応物としては、あらかじめ
イオン交換処理を施したコロイド状無機化合物
に、陽イオン性無機化合物あるいは金属アルコラ
ートを反応させたものが用いられる。コロイド状
無機化合物としては、SiO2,Sb2O3,Fe2O3
Al2O3およびZrO2などが挙げられ、これらが単独
で、あるいは、複数で用いられる。このようなコ
ロイド状無機化合物をイオン交換処理する方法も
特に限定はされないが、たとえば、前記コロイド
状無機化合物をイオン交換樹脂中に通す等の方法
が挙げられる。以上のように、コロイド状無機化
合物をイオン交換処理するのは、このコロイド状
無機化合物と、前記陽イオン性無機化合物、ある
いは、金属アルコラートとの反応を円滑に行うた
めである。すなわち、このようなコロイド状無機
化合物は、通常、その表面がマイナスに帯電して
おり、それによつてコロイド状態が破壊される恐
れがあるため、Na+やNH4 +等を配合して前記コ
ロイド状無機化合物を有効に単分散させ、コロイ
ド状態の安定化をはかつている。ところが、この
ようなコロイド状無機化合物では、その表面付近
にある前記Na+やNH4 +が障害となつて、前記陽
イオン性無機化合物や金属アルコラートとの反応
を円滑に進行させることができない。そこで、こ
の発明では、このようなNa+やNH4 +等を、イオ
ン交換処理によつて除去しておいてから、あらた
めて、前記陽イオン性無機化合物や金属アルコラ
ートと反応させるようにすることで、この反応を
円滑に進行させるようにしたのである。陽イオン
性無機化合物としては、TiCl4などのチタン系化
合物,ZrOCl2などのジルコニウム系化合物,ハ
フニウム系化合物,リン素化合物,ホウ素系化合
物などが挙げられる。金属アルコラートとして
は、Si(OR)4,Ti(OR)4,Zr(OR)4,PO(OR)3
B(OR)3などが挙げられる。そして、これらが単
独であるいは複数で用いられる。 つぎに、この無機層状多孔体の製法について、
その1実施例を模式化して表した図面に基づいて
詳しく説明する。 膨潤性粘土鉱物のような物質は、第2図に示す
ように、膨潤性層状化合物A1の集まりでできて
いる。主材たるこの化合物A1を水などの溶媒と
混合(必要に応じ混練)して、第3図にみるよう
に、層1,1間に溶媒4を含ませてあらかじめ膨
潤させておく。溶媒としては、一般に水が用いら
れるが、それ以外の極性溶媒、たとえば、メタノ
ール、DMF,DMSOを単独で、あるいは、混合
して用いるようにしても構わない。つぎに、あら
かじめ、前述したようにイオン交換処理しておい
たコロイド状無機化合物と、陽イオン性無機化合
物または金属アルコラートとを反応させる。この
反応によつて、陽イオン性無機化合物または金属
アルコラート中の陽イオンにより表面が正電荷に
帯電した反応物2′が得られる。こうしてできた
反応物2′をあらかじめ膨潤させておいた膨潤性
層状化合物と混合して、第4図に示すように層状
化合物の層1,1間に挿入する。この挿入によつ
て、反応物2′の表面正電荷が層1,1間のNa+
などの陽イオンとイオン交換して層1表面のマイ
ナス部分と電気的に結合して、層1,1間を押し
広げたまま保持することができると考えられる。
混合時の温度は30〜90℃の範囲、特に70℃前後で
行うことが望ましい。この混合物を遠心分離して
脱水を行つたのち、第5図にみるように、ヘラな
どで板状に配向させる。この板状材を60〜70℃で
熱して乾燥したのち、200〜600℃、好ましくは
450〜550℃で焼成すると、層間に無機化合物2が
挿入された板状の無機層状多孔体を得ることがで
きる。 この発明において、反応物2′の挿入は、膨潤
性層状化合物の膨潤と同時、すなわち膨潤性層状
化合物を膨潤させつつ行つてもよい。また、焼成
をせず乾燥だけで成形体を得るようにしても構わ
ない。しかしながら、焼成まで行う方が構造の安
定が得られるので好ましい。 つぎに、実施例を詳しく説明する。 実施例 1 コロイド状無機化合物としてコロイダルシリカ
(日産化学工業(株)製:平均粒径50Å,20重量%水
溶液)を用い、これを陽イオン交換樹脂(オルガ
ノ(株)製:アンバーライトIR520)に数回通してイ
オン交換処理を行つた。コロイダルシリカをイオ
ン交換樹脂に通す回数は特に限定されないが、ほ
ぼ10回程度通してやれば、充分に効果が得られる
のである。つぎに、イオン交換処理が終了した前
記コロイダルシリカに対し、陽イオン性無機化合
物として塩化チタン(半井化学薬品(株)製特級)25
重量%水溶液を反応させて反応を得た。この反応
物をあらかじめ水で膨潤させておいたNa―モン
モリロナイト(クニミネ工業(株)製クニピアF)に
加え、約60℃で混合反応させた。その後、この混
合物を遠心分離して水分を除去し、残つた固形物
を配向させて60〜70℃の温度で熱風乾燥を行つ
た。これをさらに、450〜500℃で2時時間焼成
し、無機層状多孔体からなる厚み3mmの板状成形
体試料を得た。 なお、Na―モンモリロナイト,水,コロイダ
ルシリカ,塩化チタンの配合比は、モル比で1:
7000:10:1であつた。 実施例 2 金属アルコラートとしてのTi(OC3H74〔チタ
ン酸テトライソプロピル〕を塩化チタンのかわり
に用いるようにした以外は、実施例1と同様の操
作を行い、板状成形体試料を得た。 実施例 3 コロイド状無機化合物として、酸化アンチモン
ゾル(日産化学工業(株)製:平均100Å,40重量%
水溶液)を用いた以外は、実施例1と同様の操作
を行い、板状成形体試料を得た。 実施例 4 塩化チタンのかわりに、金属アルコラートであ
るTi(OC3H7)とZr(OC3H7)とを併用した以外
は、実施例1と同様の操作を行い、板状成形体試
料を得た。 なお、Na―モンモリロナイト,水,コロイダ
ルシリカ,Ti(OC3H7),Zr(OC3H7)の配合比
は、モル比で1:7000:10:0.5:0.5であつた。 実施例 5 コロイド状無機化合物として、コロイダルシリ
カと酸化アンチモンゾルとを併用した以外は、実
施例1と同様の操作を行い、板状成形体試料を得
た。 なお、Na―モンモリロナイト,水,コロイダ
ルシリカ,アンチモンゾル,塩化チタンの配合比
は、モル比で1:7000:5:5:1であつた。 比較例 1 コロイド状無機化合物としてコロイダルシリカ
(平均粒径130Å,20重量%水溶液)を、膨潤性層
状化合物としてNa―モンモリロナイト(クニミ
ネ工業(株)製クニピアF)を、それぞれ使用し、こ
れを水溶性高分子化合物であるポリエチレンオキ
サイド(明成化学(株)製アルコツクスE75,平均分
子量150万〜220万)および水とともに70℃で4分
間混合した。この混合物をヘラなどで板状に配合
させ乾燥後、400℃,2時間の焼成を行い、板状
成形体試料を得た。 なお、Na―モンモリロナイト,水,コロイダ
ルシリカ,ポリエチレンオキサイドの配合比は、
重量比で1:10:3:0.1であつた。 これら実施例で得られた成形体試料の開孔率,
層間距離,密度,熱伝導率を測定し、その結果
を、公知の方法で得た無機層状多孔体からなる成
形体試料,石膏ボードおよび砂の成形体の3つの
比較例の結果と併せて第1表に示す。なお、開孔
率はつぎのような式
【表】 〓試料中の〓 〓層状化合物の全〓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 膨潤させた膨潤性層状化合物の層間に、あら
    かじめイオン交換処理を施したコロイド状無機化
    合物と陽イオン性無機化合物および金属アルコラ
    ートのうちの少なくとも一方とを反応させて得ら
    れる反応物を挿入し、乾燥を行つて前記層間に微
    細な空隙を形成するようにする無機層状多孔体の
    製法。 2 コロイド状無機化合物が、SiO2,Sb2O3
    Fe2O3,Al2O3およびZrO2からなる群より選ばれ
    た少なくとも1つである特許請求の範囲第1項記
    載の無機層状多孔体の製法。 3 陽イオン性無機化合物がチタン系化合物,ジ
    ルニコウム系化合物,ハフニウム系化合物,リン
    系化合物、および、ホウ素系化合物からなる群よ
    り選ばれた少なくとも1つの化合物である特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の無機層状多孔
    体の製法。 4 金属アルコラートが、Si(OR)4,Ti(OR)4
    Zr(OR)4,PO(OR)3、および、B(OR)3からな
    る群より選ばれた少なくとも1つである特許請求
    の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の無
    機層状多孔体の製法。 5 イオン交換処理が、コロイド状無機化合物を
    イオン交換樹脂中に通すことによつて行われる特
    許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
    載の無機層状多孔体の製法。 6 膨潤性層状化合物が、Na―モンモリロナイ
    ト,Ca―モンモリロナイト,酸性白土,3―八
    面体合成スメクタイトおよび合成雲母からなる群
    より選ばれた少なくとも1つである特許請求の範
    囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の無機層
    状多孔体の製法。 7 隙間が30〜600Åである特許請求の範囲第1
    項ないし第6項のいずれかに記載の無機層状多孔
    体の製法。 8 乾燥を行つたのち、焼成を行う特許請求の範
    囲第1項ないし第7項のいずれかに記載の無機層
    状多孔体の製法。
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JPS63190776A (ja) * 1987-02-03 1988-08-08 工業技術院長 層間架橋材の製造法
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