JPH03122013A - 繭状塩基性硫酸マグネシウム及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は一つの新規素材としての繭状塩基性硫酸マグネ
シウム及びその製造法に関する。

［従来の技術］ 近時、新素材を応用した各種の複合材料や機能製品の開
発が盛んに行われている。就中、無機質短繊維はプラス
ナックや金属の補強材として多用されている。係る無機
質短繊維の一つに塩基性硫酸マグネシウムがその有する
機能と工業的に安価に得られるところから注目されてい
る。

従来、塩基性硫酸マグネシウムの製造方法としては、炭
酸マグネシウムの複分解、硫酸マグネシウム水溶液と水
酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムとの水熱反応
による方法などが知られている（特開昭５６−１４９３
１８号公報、特開昭６１２５６９２０号公報）。これら
の製造方法は、反応率を高めるためにオートクレーブの
ような加圧反応装置を必要とし、得られる塩基性硫酸マ
グネシウムは針状、繊維状、塊状または扇状のものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは従来の製法に鑑み、常圧下で塩基性硫酸マ
グネシウムの製造法を研究したところ、特定の酸化マグ
ネシウム粉末を原料として可溶性硫酸塩含有水溶液との
反応により従来知られている形状とは全く異なった繭状
塩基性硫酸マグネシウムが生成することを知見し、本発
明を完成した。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は微細な繊維状結晶の集合体である平
均粒径３０〜５００μｍの均一な繭状粒子からなる繭状
塩基性ＶＬ酸マグネシウム及びその製造法に係る。

以下、本発明について詳述する。

本発明の繭状塩基性硫酸マグネシウムは微細な繊維状結
晶の集合体であるが、その独特な粒子状態によって他の
塩基性硫酸マグネシウムから区別することができる。

すなわち、微細な繊維状結晶は５８ｇ０・Ｍｇ５Ｏ，・
８　＋１２０に近い化学組成を有し、多くの場合、直径
０．１〜５μｍ、長さ２〜３００μｍ、アスペクト比（
長さ／直径）１０〜２５０の互いに分散した塩基性硫酸
マグネシウムであるが、繭状粒子はこれらの微細な繊維
状結晶が多数集合し互いに絡み合った３０〜５００μｍ
の大きさの中空粒子であって、第１図に示す電子顕微鏡
写真から明らかなようにちょうど蚕の面のような外観を
呈するものである。　繭状粒子としての見掛は比重は、
多くの場合、０．１〜０．５であり、比表面積は約５〜
３０ｍ２／ｇである。

本発明の繭状塩基性硫酸マグネシウムは次に説明する方
法によって製造することができる。

すなわち、見掛は比重が０．７以上の酸化マグネシウム
粉末を可溶性硫酸塩含有水溶液中にＭｇＯとして１５重
量％以下のスラリー濃度となるように分散させ、スラリ
ー状態で加熱し、該水溶液と反応させる。

本発明方法で使用する酸化マグネシウム粉末としては粒
径２５０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下のものが
適当であり、どのような化合物から生成したものでもよ
いが、その見掛は比重が０．７以上の酸化マグネシウム
粉末であることが必要である。水酸化マグネシウムや見
掛は比重が０．７未満の酸化マグネシウム粉末を使用し
た場合には、可溶性硫酸塩含有水溶液との反応が極めて
遅く、未反応成分が残留するばかりでなく、形の整った
良質の繭状粒子が得られない。

なお、本発明方法における酸化マグネシウム粉末の見掛
は比重の値は下記の方法によって測定される。すなわち
、平均粒径１００μｍ以下の酸化マグネシウム粉末の試
料を対象として、その５０１を採取し、内径的２６ｍｍ
のメスシリンダーに移し、３ｃｍの高さから該メスシリ
ンダーを３００回落下させたのち、酸化マグネシウム粉
末の体積Ｖ（ｍｌ）を目盛りで読み取り、次式により見
掛は比重ＴＤを算出する。

■ また、酸化マグネシウム粉末中に不純物が多いと反応に
際して不純物成分が繊維状の結晶成長を阻害するのでＭ
ｇＯの純度が９５％以上なるべく高いことが好ましい。

現在、製鋼の耐火物として大量に用いられている高純度
マグネシアクリンカ−の多くのものは上記要件を具イー
しており、本発明方法で使用する酸化マグネシウム粉末
として好適である。

他方、可溶性Ｋｆｍ塩としては硫酸マグネシウムまたは
硫酸アンモニウムが挙げられるが、特に硫酸マグネシウ
ムが好ましい。

反応は上記の酸化マグネシウムを可溶性硫酸塩含有水溶
液中にＭｇＯとして１５重置火以下、好ましくは１０重
量％以下、更に好ましくは５重量％以下のスラリー濃度
となるように分散させ、良好な撹拌のものに６０℃以上
の温度で約０，５〜４０時間、好ましくは３〜２４時間
加熱して行う。

スラリー濃度が１５重量％を超えると反応の進行につれ
てスラリーの粘度が著しく増大して撹拌が困難となり、
均質な生成物が得られない。

加熱温度は、多くの場合、６０〜１００℃で充分である
が、所望であれば加圧容器中で１００℃以上に加熱して
反応を行わせることも可能である。

本発明方法で使用する可溶性硫酸塩含有水溶液は酸化マ
グネシウム粉末のＭｇＯ成分１モルに対して可溶性硫酸
塩を少なくとも０．２モル、好ましくは０．３〜２モル
の割合で含有するものが適当である。０．２モル末溝で
は反応が不充分となり易く、一方、２モルを超えて含有
させても効果は特に増大しない。

可溶性硫酸塩含有水溶液中には、多少の他の塩類が存在
してもよく、必要に応じて各種の添加剤や界面活性剤等
を存在させることも可能である。

なお、酸化マグネシウム粉末を可溶性硫酸塩含有水溶液
中に分散させる手段としては、酸化マグネシウム粉末の
水性スラリーに硫酸を添加して酸化マグネシウム粉末の
一部を硫酸で溶解させ所定の量的関係となるようにする
ことも含まれることは言うまでもない。

このような加熱操作によって酸化マグネシウム粉末は可
溶性硫酸塩との反応によって前記特性を有する繭状の塩
基性硫酸マグネシウムに転換する。

反応終了後は、常法により固液分類、水洗及び乾燥等の
操作を加えて繭状塩基性硫酸マグネシウムの製品として
仕上げる。

［作　　用］ 本発明に係る製法によれば、見掛は比重が０．７以上の
酸化マグネシウム粉末を可溶性硫酸塩含有水溶液中で加
熱処理することにより常圧下で塩基性硫酸マグネシウム
に転換する。本発明に係る塩基性硫酸マグネシウムは微
細な繊維状の塩基性硫酸マグネシウムの単結晶が互いに
絡み合っていわゆる蚕の面のように中空球状体のｉ造を
もつ。このような生成反応の機構について詳細は不明で
あるが、恐らく酸化マグネシウム粒子を核として可溶性
硫酸塩含有水溶液中で結晶変態に伴う圧力により一種の
湿式ボイスカーの生成がなされることによるものと推定
される。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。

実施例１ 水１１に硫酸マグネシウム・７水塩１２１ｇを溶解させ
、次いで見掛は比重１．７５のマグネシアクリンカ−粉
末２０ｇを分散させてスラリーを得た。このスラリーは
ＭｇＯとして１．８重牡％の酸化マグネシウム粉末を含
有するものであった。

次に、該スラリーを約１００℃で２４時間反応させた。

反応終了後、固形分を母液から分離し、水洗、乾燥して
微細繊維の集合体である約２００　Ｊｉｍの均一粒子か
らなる繭状塩基性硫酸マグネシウム３２ｇを得た。この
繭状生成物の見掛は比重は０．１７、ＢＥＴ法による比
表面積は１５．３ｍ２／ｇであった。得られた繭状塩基
性硫酸マグネシウムの電子顕微鏡写真を第１図に示す。

実施例２ マグネシアクリンカ−の代わりに水酸化マグネシウムを
焼成した得られた見掛は比重１．３８の酸化マグネシウ
ム粉末を使用する他は実施例１と同様にして反応させた
結果、約１００μ糟の均一粒子からなる繭状塩基性硫酸
マグネシウム３７ｇを得た。この繭状生成物の見掛は比
重は０．１３、ＢＥＴ法による比表面積は１８．５９ｍ
２／ｆＦであった。

実施例３ 水１１に硫酸アンモニウム２２２ｇを溶解させ、次いで
見掛は比重１．７５のマグネシアクリンカ−粉末１３７
ｇを分散させてスラリーを得た。このスラリーはＭｇＯ
として１０．１重置％の酸化マグネシウム粉末を含有す
るものであった。次に、該スラリーを１００°Ｃで１５
時間反応させた。

反応終了後、固形分を母液から分離し、水洗、乾燥して
微４１１１繊維の集合体である約２００　ｐ　ｍの均一
粒子からなる繭状塩基性硫酸マグネシウム１３４ｇを得
た。この繭状生成物の見掛は比重は０．１７、ＢＥＴ法
による比表面積は１９．２＋へ２，７ｇであった。

実施例４ 水１１に硫酸マグネシウム・７水塩２４９ｇを溶解させ
、次いで、見掛は比重１．７５のマクネジアクリンカ−
粉末４１ｇを分散させてスラリーを得た。このスラリー
はＭｇＯとして３．２重油％の酸化マグネシウム粉末を
含有するものであった。

次に、該スラリーを圧力容器中１８０　’Ｃで５時間反
応させた。

反応終了後、固形分を母液から分離し、水洗、乾燥して
微細繊維の集合体である約７４００　Ｊｉｍの均一粒子
からなる繭状塩基性硫酸マグネシウム６５ｇを得た。こ
の繭状生成物の見掛は比重は０．２１、ＢＥＴ法による
比表面積は８．２ｍ２／′ｙであった。得られた繭状塩
基性硫酸マグネシウムの電子顕ＩＲ′鏡写真を第２図に
示す。

比較例１ マクネジアクリンカ−の代わりに水酸化マグネシウムを
焼成して得られた見掛は比重０．５３の酸化マグネシウ
ム粉末を使用する他は実施例１と同様にして反応させた
結果、りん片状微粒子からなる粒径１０μｍの不定形凝
集体が生成し、本発明の目的物は得られなかった。得ら
れた生成物の見掛は比重は０．２４、ＢＥＴ法による比
表面積は６５．３ｍ２／ｇであった。得られた生成物の
電子顕微鏡写真を第３図に示す。

比較例２ マグネシラアクリンカーの代わりに見掛は比重０６８の
試薬水酸化マグネシウム粉末を使用する他は実施例１と
同様にして反応させた結果、りん片状微粒子からなる粒
径５μｌの不定形凝集体が生成し、本発明の目的物は得
られなかった。この生成物の見掛は比重は０．７４であ
り、ＢＥＴ法による比表面績は３５．３ｍ２／ｇであっ
た。

［発明の効果］ 本発明によれば、常圧下で塩基性硫酸マグネシウムの製
造法で特定の酸化マグネシウム粉末を原料として可溶性
硫酸塩含有水溶液との反応により従来知られている形状
とは全く異なった繭状塩基性Ｈａマグネシウムを得るこ
とができる。

係る繭状塩基性硫酸マグネシウムは、それ自体断熱材と
しての用途、紙の製造原料としての用途に利用すること
ができ、また、合成樹脂用の充填剤、難燃剤等に適する
繊維状塩基性硫酸マグネシウムを製造するための中間原
料としての用途等にも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた繭状塩基性硫酸マグネシウ
ムの電子顕微鏡写真であり、第２図は実施例４で得られ
た繭状塩基性硫酸マグネシウムの電子顕微鏡写真であり
、第３図は比較例１で得られた生成物の電子顕微鏡写真
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微細な繊維状結晶の集合体である平均粒径３０〜５
   ００μｍの均一な繭状粒子からなることを特徴とする繭
   状塩基性硫酸マグネシウム。 ２、見掛け比重０．７以上の酸化マグネシウム粉末を可
   溶性硫酸塩含有水溶液中に分散させてＭｇＯとして１５
   重量％以下のスラリーを調製し、次いで該スラリーを加
   熱反応させることを特徴とする請求項１記載の繭状塩基
   性硫酸マグネシウムの製造法。