JPH0669886B2 - リチウム含有カオリナイト - Google Patents
リチウム含有カオリナイトInfo
- Publication number
- JPH0669886B2 JPH0669886B2 JP1133663A JP13366389A JPH0669886B2 JP H0669886 B2 JPH0669886 B2 JP H0669886B2 JP 1133663 A JP1133663 A JP 1133663A JP 13366389 A JP13366389 A JP 13366389A JP H0669886 B2 JPH0669886 B2 JP H0669886B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- kaolinite
- lithium
- containing lithium
- octahedral
- artificial
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックス原料として多用されるカオリナイ
トを天然原料と同等の特性を具備するように人工的に水
熱合成したリチウム含有カオリナイトに関するものであ
る。
トを天然原料と同等の特性を具備するように人工的に水
熱合成したリチウム含有カオリナイトに関するものであ
る。
これまで不定形シリカと不定形アルミナの混合原料を出
発物質としたカオリナイトの水熱合成法は、主に水熱処
理温度，処理時間，原料と溶媒の比率等の水熱処理条件
について検討されてきた。このなかで、人工カオリナイ
トの収率を高める技術についてはかなりの成果が見られ
る。例えば、「粘土科学」第25巻、第２号、61頁〜70
頁、1985年、渡村信治。また、高圧容器を用いた窯業原
料の脱鉄法（特開昭62−70253）は天然の雑粘土に塩化
アルミニウムを加えてカオリナイトに変換する方法であ
り、そのカオリナイトの結晶性は逆に良好になり過ぎる
傾向があった。しかし結晶性（格子欠陥）や結晶粒子サ
イズを制御したカオリナイトの合成法は未だ確立されて
いない。
発物質としたカオリナイトの水熱合成法は、主に水熱処
理温度，処理時間，原料と溶媒の比率等の水熱処理条件
について検討されてきた。このなかで、人工カオリナイ
トの収率を高める技術についてはかなりの成果が見られ
る。例えば、「粘土科学」第25巻、第２号、61頁〜70
頁、1985年、渡村信治。また、高圧容器を用いた窯業原
料の脱鉄法（特開昭62−70253）は天然の雑粘土に塩化
アルミニウムを加えてカオリナイトに変換する方法であ
り、そのカオリナイトの結晶性は逆に良好になり過ぎる
傾向があった。しかし結晶性（格子欠陥）や結晶粒子サ
イズを制御したカオリナイトの合成法は未だ確立されて
いない。
本発明の目的は、セラミックス原料として可塑性に富む
天然粘土に近い結晶性、粒子サイズを持つ人工カオリナ
イトを提供することにある。
天然粘土に近い結晶性、粒子サイズを持つ人工カオリナ
イトを提供することにある。
即ち本発明の要旨とする所は積層面内に格子欠陥を有
し、理想化学組成のカオリナイトのような四面体・八面
体両層間の歪を緩和し、積層を促進させた、リチウム含
有カオリナイトに係わりこれにより所期の目的を収めた
ものである。
し、理想化学組成のカオリナイトのような四面体・八面
体両層間の歪を緩和し、積層を促進させた、リチウム含
有カオリナイトに係わりこれにより所期の目的を収めた
ものである。
本発明のリチウム含有カオリナイトは次の合成方法に従
って製造することができる。不定形シリカと不定形アル
ミナの混合原料を出発物質とした水熱合成において、リ
チウムイオンを添加することにより、積層面（Ｃ面）内
方向に欠陥を生じ、酸素４配位珪素四面体層（以下これ
を四面体層と称する）・酸素６配位アルミニウム八面体
層（以下これを八面体層と称する）の両層間の歪を緩和
させた天然カオリナイトに近い人工カオリナイトを合成
することができる。
って製造することができる。不定形シリカと不定形アル
ミナの混合原料を出発物質とした水熱合成において、リ
チウムイオンを添加することにより、積層面（Ｃ面）内
方向に欠陥を生じ、酸素４配位珪素四面体層（以下これ
を四面体層と称する）・酸素６配位アルミニウム八面体
層（以下これを八面体層と称する）の両層間の歪を緩和
させた天然カオリナイトに近い人工カオリナイトを合成
することができる。
本発明の合成法における水熱処理は、珪素及びアルミニ
ウム源としての出発物質である不定形シリカと不定形ア
ルミナの混合粉末原料にリチウムイオンを含む水溶液を
混合して圧力容器内に密封することによって行われる。
処理温度は150〜300℃で、処理時間は１〜30日間程度で
ある。通常はリチウムイオン濃度が0.05〜0.5mol/lの水
溶液を使用して水熱処理することにより、リチウムイオ
ンを添加しない場合に対し、面内方向に欠陥の有るカオ
リナイトを合成することができる。処理完了後、水で十
分に洗浄濾別して、人工カオリナイトを得る。原子吸光
分析により、人工カオリナイトはAl/Li（atomic rati
o）＝0.001〜0.1のLiを含有していることが確認され
た。
ウム源としての出発物質である不定形シリカと不定形ア
ルミナの混合粉末原料にリチウムイオンを含む水溶液を
混合して圧力容器内に密封することによって行われる。
処理温度は150〜300℃で、処理時間は１〜30日間程度で
ある。通常はリチウムイオン濃度が0.05〜0.5mol/lの水
溶液を使用して水熱処理することにより、リチウムイオ
ンを添加しない場合に対し、面内方向に欠陥の有るカオ
リナイトを合成することができる。処理完了後、水で十
分に洗浄濾別して、人工カオリナイトを得る。原子吸光
分析により、人工カオリナイトはAl/Li（atomic rati
o）＝0.001〜0.1のLiを含有していることが確認され
た。
カオリナイトの結晶構造は、四面体層と八面体層から成
っている（第１図）。しかしながら実際の四面体層と八
面体層には若干の大きさの差があるため、これら２種の
層が積層するためには歪が生じ、結晶学的応力がかか
り、結晶の成長が抑制されている。例えば、「American
Mineralogist（アメリカ合衆国鉱物学誌）」、第44
巻、78頁〜114頁、1959年、Thomas F.Baresこのため、
天然のカオリナイトは一般に板状の微粒子で産出し、大
きな単結晶は非常に希である。リチウムイオンの存在下
でカオリナイトを合成すると、アルミニウムよりイオン
半径の大きいリチウムイオンの置換と八面体空孔席への
占有により八面体層が膨脹し、歪が緩和され、積層方向
への成長が促進されたと考えられる。このため面内方向
ではアルミニウム及びリチウムの配列が無秩序化し結晶
度が低下したにもかかわらず、四面体・八面体両層間の
寸法の差が縮まったため層状構造の積層が促進されたと
考えられる。一方、通常のカオリナイトで八面体層内方
向に向いているOH基は、リチウムの占有により立体障害
が生じ、面外方向に向くためより多くのOH基がカオリナ
イト表面に出るため、水分子との親和性が向上し、可塑
含水率が改善され可塑性の向上に寄与していると考えら
れる。
っている（第１図）。しかしながら実際の四面体層と八
面体層には若干の大きさの差があるため、これら２種の
層が積層するためには歪が生じ、結晶学的応力がかか
り、結晶の成長が抑制されている。例えば、「American
Mineralogist（アメリカ合衆国鉱物学誌）」、第44
巻、78頁〜114頁、1959年、Thomas F.Baresこのため、
天然のカオリナイトは一般に板状の微粒子で産出し、大
きな単結晶は非常に希である。リチウムイオンの存在下
でカオリナイトを合成すると、アルミニウムよりイオン
半径の大きいリチウムイオンの置換と八面体空孔席への
占有により八面体層が膨脹し、歪が緩和され、積層方向
への成長が促進されたと考えられる。このため面内方向
ではアルミニウム及びリチウムの配列が無秩序化し結晶
度が低下したにもかかわらず、四面体・八面体両層間の
寸法の差が縮まったため層状構造の積層が促進されたと
考えられる。一方、通常のカオリナイトで八面体層内方
向に向いているOH基は、リチウムの占有により立体障害
が生じ、面外方向に向くためより多くのOH基がカオリナ
イト表面に出るため、水分子との親和性が向上し、可塑
含水率が改善され可塑性の向上に寄与していると考えら
れる。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 コロイダルシリカとアルミナゾルをアルミニウムと珪素
の原子比がカオリナイトの化学組成と等しい1:1になる
よう混合し、乾燥した粉末を以下の水熱合成の出発原料
とした。上述の粉末4gと0.1mol/l濃度の塩化リチウム溶
液16mlをテフロン製圧力容器（容積25ml）中に封入し、
これを電気炉で230℃に５日間保持し、冷却後試料を取
り出した。第２図中にあるように２θ（CuKα）＝12.4
゜付近の001ピークの回折強度がリチウムを0.05〜0.5mo
l/l添加して合成した場合、無添加の場合にくらべて強
くなっている。さらにこれらの回折線の半値幅がリチウ
ム添加により小さくなっている（第２図）。この半値幅
からScherrerの式に基づいて算出した結晶粒子サイズ
（第３図）は、明らかにリチウムイオン添加により001
方向の結晶粒子サイズが大きくなることを示している。
一方、積層面内の欠陥の度合を示す経験的指数であるHi
nckley指数は0.30〜0.35で、リチウムを添加しないで合
成された人工カオリナイトの0.85に比べ、可塑性に富み
セラミックス原料として優秀な本山木節や蛙目粘土（0.
25）に近い値を示す（第４図）。さらに可塑性に深く係
わる可塑含水率（PI）値（「粘土科学」、第24巻、第２
号、47頁〜55頁、1984年、芝崎雄、参照）は36と、リ
チウム無添加で合成したカオリナイトの42に対し、天然
の木節粘土の32,あるいは蛙目粘土の32に近い値となっ
ている。
の原子比がカオリナイトの化学組成と等しい1:1になる
よう混合し、乾燥した粉末を以下の水熱合成の出発原料
とした。上述の粉末4gと0.1mol/l濃度の塩化リチウム溶
液16mlをテフロン製圧力容器（容積25ml）中に封入し、
これを電気炉で230℃に５日間保持し、冷却後試料を取
り出した。第２図中にあるように２θ（CuKα）＝12.4
゜付近の001ピークの回折強度がリチウムを0.05〜0.5mo
l/l添加して合成した場合、無添加の場合にくらべて強
くなっている。さらにこれらの回折線の半値幅がリチウ
ム添加により小さくなっている（第２図）。この半値幅
からScherrerの式に基づいて算出した結晶粒子サイズ
（第３図）は、明らかにリチウムイオン添加により001
方向の結晶粒子サイズが大きくなることを示している。
一方、積層面内の欠陥の度合を示す経験的指数であるHi
nckley指数は0.30〜0.35で、リチウムを添加しないで合
成された人工カオリナイトの0.85に比べ、可塑性に富み
セラミックス原料として優秀な本山木節や蛙目粘土（0.
25）に近い値を示す（第４図）。さらに可塑性に深く係
わる可塑含水率（PI）値（「粘土科学」、第24巻、第２
号、47頁〜55頁、1984年、芝崎雄、参照）は36と、リ
チウム無添加で合成したカオリナイトの42に対し、天然
の木節粘土の32,あるいは蛙目粘土の32に近い値となっ
ている。
第１図はカオリナイトの結晶構造を示した説明図、第２
図は本発明の実施例品の粉末Ｘ線回折パターンを示した
線図、第３図は同上の結晶粒子サイズとLiCl濃度との関
係を示した図表、第４図は本発明のカオリナイト、他の
人工カオリナイトおよび天然カオリナイトのHinckley
Indexを示した図表である。
図は本発明の実施例品の粉末Ｘ線回折パターンを示した
線図、第３図は同上の結晶粒子サイズとLiCl濃度との関
係を示した図表、第４図は本発明のカオリナイト、他の
人工カオリナイトおよび天然カオリナイトのHinckley
Indexを示した図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝▲崎▼ 靖雄 愛知県名古屋市北区名城３―１―４―510 (72)発明者 丸山 真一 愛知県蒲郡市形原町下川原32番地の２ (72)発明者 鮫島 宗一郎 愛知県名古屋市北区田幡２丁目14番８号
Claims (1)
- 【請求項１】積層面内に格子欠陥を有し、理想化学組成
のカオリナイトのような四面体・八面体両層間の歪を緩
和し、積層を促進させた、リチウム含有カオリナイト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1133663A JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1133663A JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02311311A JPH02311311A (ja) | 1990-12-26 |
| JPH0669886B2 true JPH0669886B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=15110018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1133663A Expired - Lifetime JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669886B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997000828A1 (fr) * | 1995-06-23 | 1997-01-09 | Fuji Chemical Industry Co., Ltd. | Nouveau composite hydroxyde/silicates condenses, procede de production de ce composite, absorbeur d'infrarouge et film pour l'agriculture |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0825740B2 (ja) * | 1991-12-25 | 1996-03-13 | 工業技術院長 | 均一粒子径、高結晶度、高純度合成カオリナイト及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP1133663A patent/JPH0669886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997000828A1 (fr) * | 1995-06-23 | 1997-01-09 | Fuji Chemical Industry Co., Ltd. | Nouveau composite hydroxyde/silicates condenses, procede de production de ce composite, absorbeur d'infrarouge et film pour l'agriculture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02311311A (ja) | 1990-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |