JPH0397619A

JPH0397619A - 難溶性半水セッコウ繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH0397619A
Application number: JP23259389A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Arai; 荒井　康夫; Takashi Yasue; 任安江; Yoshiyuki Kojima; 芳行小嶋
Original assignee: FUJI FUNEN KENZAI KOGYO KK
Current assignee: FUJI FUNEN KENZAI KOGYO KK
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-23
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2829048B2

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］本発明は、リン酸イオンが固溶した難溶性半水セッコウ
繊維の製造方法に関する．〔従来の技術〕従来、セッコウ繊維の製造方法としては、二水センコウ
の水熱反応により溶解度の高い半水センコウの生ａ８ｉ
域において繊維状手水セッコウを晶出させる方法が知ら
れている．また、半水セッコウは、上記の水熱反応の他
に、二水セッコウの焼成、又は■型無水セッコウの永和
によっても製造することができる．〔発明が解決しようとする課題〕上記の従来の方法によって半水セッコウを製造する場合
は、二水セッコウの水熱反応又は焼成を行わなければな
らない上に、該半水センコウは、水に対する溶解度が大
きいため、例えば、紙等の充填材としては適当でなかっ
た．従って、本発明の目的は、二水セッコウの水熱反応や焼
威を行うことなく、充填材等として利用可能な水難溶性
の半水セソコウ繊維を製造できる方法を提供することに
ある．〔課題を解決するための手段）本発明者等は、種々検討した結果、カルシウム化合物か
らセッコウを生成する際に、特定種類の化合物を共存さ
せることにより（第一の発明）、また、セッコウのオル
ガノゲルに特定種類の化合物を作用させることにより（
第二の発明）、上記目的が達威されることを知見した．本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、以下の
第一発明及び第二発明を提供するものである．（第一発明）リン酸及びリン酸水素塩の少なくとも一方と、硫酸及び
ＶＡ酸塩の少なくとも一方とを含有する混合溶液に、カ
ルシウム化合物を混合し、リン酸イオンが固溶した半水
セッコウを晶出させることを特徴とずる難溶性半水セッ
コウ繊維の製造方法．（第二発明）セッコウの飽和溶液と有機溶剤とからセッコウの第一オ
ルガノゲルを生成させ、該第一オルガノゲルに、リン酸
及びリン酸水素塩の少なくとも一方を混合し、リン酸イ
オンが固溶したセッコウの第二オルガノゲルを生成させ
、然る後、該第二オルガノゲルを分離濾過し、リン酸イ
オンが固熔した半水セッコウを晶出させることを特徴と
ずる難溶性半水セッコウ繊維の製造方法。

以下本発明の難溶性半水セッコウ繊維の製造方法につい
て詳述する。

先ず、第一発明について一実施Ｂ様に基づいて具体的に
説明する．リン酸水素塩としてリン酸水素二ナトリウムを、硫酸塩
として硫酸ナトリウムを用い、それぞれを所定の割合で
溶解した混合溶液を調製し、この混合溶液を、例えば、
１　０　０　’Ｃに保持する。尚、上記混合溶液を調整
するに際しては、０．２１）０１　の硫酸ナトリウム溶
液に同濃度のリン酸水素二ナトリウム溶液を混合し、リ
ン酸水素二ナトリウム／硫酸ナトリウム（モル比）が０
．　０　４　２〜］．　５　０　０となるようにした．その後、上記混合溶液に対し塩化カルシウム（カルシウ
ム化合物）の溶液を所定の割合で混合し、反応液とする
．その際、カルシウムイオンと、硫酸イオン及びリン酸
一水素イオンの合計とは、化学量論的に略当量で混合す
ることが好ましい．上記の如く、塩化カルシウム溶液を
混合した後、その反応液を同温度（１００℃）に、例え
ば、３〜１２０分間保持し熟成させ、その後、これを濾
過することにより、繊維状結晶の析出物が得られる。こ
の析出物は、硫酸イオンの一部がリン酸イオンにより・
置換され、リン酸イオンが固溶した難溶性半水セッコウ
繊維であった．次に、第二発明について一実施態様に５ついて具体的に
説明する．セ・７コウ０．　２　０　７　ｇを含む飽和溶液に対し
、９９％以上のメタノールを、飽和熔液：メタノール＝
ｔ：ｔ．Ｓの体積比で混合し、この混合溶液を、例えば
６５゛Ｃに所定時間保持することにより第一オルガノゲ
ルを生成させ、次いで、生戒した該第一オルガノゲルに
対し、５Ｘ１０−’〜２×１０ｍｏｌのリン酸水素二ナ
トリウム溶液を所定の体積比、例えば、オルガノゲル：
溶液＝ａ．３：ｔで混合し、反応させ、リン酸イオンが
固溶したセツコウの第二オルガノゲルを生成させる．然る後、上記第二オルガノゲルを所定時間に、例えば、
０．５〜３分間熟成させた後、該第二オルガノゲルを分
離濾過することにより、硫酸イオンの一部がリン酸イオ
ンにより置換され、リン酸イオンが固溶した難溶性の半
水セッコウ繊維が得られた．尚、本実施態様で用いる、セッコウ飽和溶液、メタノー
ル及びリン酸水素二ナトリウム溶液は、体積比でそれぞ
れａ．３：ｓ：ｔで、しかもリン酸水素二ナトリウム／
セッコウのモル比が０．０７１〜１，４であることが好
ましい．また、上記濾過で分離したアルコール溶液は、蒸留によ
り、又はゼオライト、活性炭等の吸着剤により脱水し、
アルコールの濃度を上げて再使用することができる．上述の第一発明及び第二発明でそれぞれの実施Ｘｉ様で
得られた、リン酸イオンが固溶した半水セッコウ繊維は
水にＭ７８性で、微細な繊維が絡み合ったものであり、
セッコウボードの耐水化や、複合材料の強化、断熱化、
不燃化及び軽量化等を目的として、紙、プラスチック、
ゴム及び塗料等に配合使用して好適である。

また、本発明により得られる半水セッコウ繊維は、３５
０〜８００゜Ｃで焼或することにより、リン酸イオンが
固溶した■型無水セッコウ繊維とすることもでき、これ
は一段と難溶性であった．尚、前記各実施Ｂ様で得られ
た繊維状結晶物が、リン酸イオンが固溶した半水セッコ
ウであることは、Ｘ線回折、熱分析（ＴＣ；−ＤＴＡ）
　、化学分析等により確認した。

以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施
態様に示したものに限られるものでないことはいうまで
もない。

第一の発明において、リン酸水素塩としてはナトリウム
塩に限るものでなく、水に可溶なものであれば、カリウ
ム塩等種々の塩を使用でき、また、リン酸自体であって
も、更には、リン酸水素塩とリン酸とを併用してもよい
．上記両者を併用する場合の混合割合は、必要に応じて
任意に変更可能？あるが、特に好ましい混合例として、
０．２ＮＭ■Ｈ　Ｐ　Ｏ．溶液：ＩＯ％Ｈ．ＰＯ．溶液
＝＝ｓｏ：ｉで行う場合を挙げることができる．また、硫酸塩としても、ナトリウム塩に限らず、水に可
溶なものであれば、カリウム塩等種々の塩を使用でき、
また、硫酸自体であっても、更には砿酸塩と硫酸とを併
用してもよい．上記両者を併用する場合の混合割合は、
必要に応じて任意に変更可能であるが、特に好ましい混
合例として、０．２ＮＭ．ＳＯ．熔液：ＩＯ％Ｈ．ＳＯ
．溶液−８０：１で行う場合を挙げることができる．更に、カルシウム化合物としても、前記塩化カルシウム
に躍らず、共存する硫酸イオン又は硫酸と反応し、セッ
コウを生戒するものであれば、水酸化カルシウム、酸化
カルシウム、炭酸カルシウム、高炉スラグ等種々のカル
シウム化合物を使用可能である．尚、これらカルシウム
化合物は、通常溶液の状態にして混合される．また、上記各原料については、（ａ）　ｇ酸及び硫酸塩
の少なくとも一方と、（ｂ）リン酸及びリン酸水素塩の
少なくとも一方とを混合して混合液を調製する場合、上
記（ａ）及び上記（ｂ）の混合比は、得ようとする難水
性半水セッコウのリン酸イオンの固溶の程度により適宜
変更され、その具体的範囲としては、モル比で（ａ）／
０〕）＝　ｓ　２．　１〜２６．７を挙げることができ
る。その際、上記混合液の濃度（　（ａ）　十（ｂ）　
）は、０．　０　５　〜０．　５ｍｏｌが好ましく、０
．　１〜０．　２　ｓｏｌが更に好゛ましい。

また、上記原料として硫酸又はリン酸を用いる場合は、
セッコウが生成し、しかも最終的に中和されるように他
の原料、特にカルシウム化合物を適切に選沢することが
好ましい．また、上記混合液に対する上記カルシウム化合物の混合
は、通常上記混合液中の硫酸イオンとリン酸イオンの合
計量と、カルシウムイオンの量とが、化学量論的に当量
であるように行う．その際、カルシウム化合物は、溶液
の状態で混合することが好ましく、その濃度は０．３〜
０．５ｍｏｌが好ましい．また、前記実施態様において、混合溶液の温度、該溶液
に塩化カルシウム溶液を混合した後の反応液を保持する
温度として１００゜Ｃを示したが、本発明はこの温度に
限られるものでなく、必要に応じて適切な温度を選択可
能であるが、具体的には９５〜１０３“Ｃを好ましい範
囲として挙げることができ、その保持時間も適宜変更可
能であるが、具体的には３〜５分間を好ましい範囲とし
て挙げることができる．第二の発明において、オルガノゲル生成に用いる有機溶
剤としては、メタノールに限るものでなく、エタノール
等の他のアルコール類、アセトン等のケトン類等、セッ
コウのオルガノゲルを生戊するものであれば種々変更可
能である。尚、上記有機溶剤は、純度９９％以上である
ことが好ましい．上記有ｍ溶剤の混合量は、その純度が９９％以上の場合
、セッコウの飽和溶液１体積に対して０，３〜３体積が
好ましく、１．５〜２体積が更に好ましい．また、第一オルガノゲルを生戒させるために用いるセッ
コウは、上記第一の発明で示したカルシウム化合物と硫
酸又は硫酸塩等から生成させたものであってもよい。第
一オルガノゲル生成の反応温度は５０〜６５“Ｃが好ま
しく、また、その反応時間は０．５〜３分間が好ましい
．但し、これらに限られるものでない．また、第一オルガノゲルを生成させる際のリン酸水素塩
・の混合は、溶液の状態で行うのがよく、その際の溶液
の濃度は５Ｘ１０−’〜２ＸｌＯ−’驕Ｏｌが好ましく
、該溶液の混合は、第一オルガノゲルに含まれるセッコ
ウ１　ｓｏｌｅに対し、０．　５　〜１　８．　７ｍｏ
ｌｅになるように行うことが好ましい．また、第二オル
ガノゲルを生或させるために用いるリン酸水素塩として
も、上記第一の発明の場合と同様他の化合物を使用して
もよい。

〔作用〕

本発明の作用は、必ずしも明らかでないが、大凡以下の
ように解される．セッコウ中の硫酸イオンｃＳｏ４！一）のイオン半径（
２．３０人）と、リン酸水素塩を形威するリン酸イオン
（ＨＰＯ．”−　）のイオン半径（２．３６人）とは極
めて近似しているため、セッコウを形威する硫酸イオン
の一部がリン酸イオンにより置換され、固溶化すること
が可能で、その結果、難溶化されるものと解される．ま
た、リン酸イオンの固溶範囲は、硫酸イオンに対するモ
ル比で最大０．１５程度であり、このことは、初め増大
する半水セッコウの格子定数が、上記モル比約０．　１
　５を超えると一定になること、また、半水セッコウ及
び濾液中それぞれに存在する硫酸イオン及びリン酸水素
イオンの量によって確認される．また、リン酸イオンの
硫酸イオンに対するモル比が約０．ｌ５を超えると格子
定数は一定となり、リン酸イオンの固溶が限界に達する
ことは、Ｘ線回折によるリン酸イオンが固溶した半水セ
ッコウの他にリン酸水素カルシウムが観察されるように
なることからもわかる．第一発明の前記実施態様で、リン酸水素二ナトリウム及
び硫酸塩との混合溶液に塩化カルシウム溶液を混合した
後、その反応液を保持する温度として１００゜Ｃの例を
示したが、その理由は、この温度が半水セッコウの安定
領域であるためである．このように、反応液を半水セッ
コウの安定領域の瓜度（１００゜Ｃに限定されない）に
保持することにより、本発明による半水セッコウの繊維
状結晶を生長させることができる．第二発明の前記実施態様で、セッコウの飽和溶液にアル
９−ルを加えるのは、セッコウの水に対する熔解度に比
し、アルコール溶媒に対する溶解度が低いためであり、
セッコウの第一オルガノゲルの状態では、該ゲルの微細
な表面にアルコール分子等が吸着し結晶成長が抑制され
ている。そこに、リン酸水素二ナトリウムを加えリン酸
イオンを固溶させて第二オルガノゲルを生戒させた後、
高エネルギー状態にあるオルガノゲルから、分則濾過に
よりアルコールを分離すると、そのアルコールの分離と
同時に安定な低エネルギー状態の結晶が成長することに
なり、その際に特定の結晶面が威長ずる結果、一定の配
向性をもったリン酸イオンが固熔した半水セッコウ繊維
が得られるものと解される．〔発明の効果〕本発明によれば、三水セツコウの水熱反応や焼成を行う
ことなく、充填材として利用可能な水難溶性の半水セッ
コウ繊維を容易に製造することができる．

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リン酸及びリン酸水素塩の少なくとも一方と、硫
酸及び硫酸塩の少なくとも一方とを含有する混合溶液に
、カルシウム化合物を混合し、リン酸イオンが固溶した
半水セッコウを晶出させることを特徴とする難溶性半水
セッコウ繊維の製造方法。
（２）セッコウの飽和溶液と有機溶剤とからセッコウの
第一オルガノゲルを生成させ、該第一オルガノゲルに、
リン酸及びリン酸水素塩の少なくとも一方を混合し、リ
ン酸イオンが固溶したセッコウの第二オルガノゲルを生
成させ、然る後、該第二オルガノゲルを分離濾過し、リ
ン酸イオンが固溶した手本セッコウを晶出させることを
特徴とする難溶性手本セッコウ繊維の製造方法。