JPH08319199A - 新規なケイ酸カルシウムウィスカー及びその製造方法 - Google Patents

新規なケイ酸カルシウムウィスカー及びその製造方法

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JPH08319199A
JPH08319199A JP15250995A JP15250995A JPH08319199A JP H08319199 A JPH08319199 A JP H08319199A JP 15250995 A JP15250995 A JP 15250995A JP 15250995 A JP15250995 A JP 15250995A JP H08319199 A JPH08319199 A JP H08319199A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、繊維長分布が小さく含有不純物の
少ないケイ酸カルシウムウィスカーを提供することを目
的とする。 【構成】 本発明のケイ酸カルシウムウィスカーは、化
学式 CaO・SiO2 で示されるケイ酸カルシウムウ
ィスカーであって、該ウィスカーの長さの標準偏差値が
平均長さに対して60%以内であることを特徴とするも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なケイ酸カルシウム
ウィスカー及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、新素材として熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂、セメント、金属、セラミックス等に各種の繊
維状材料を配合した複合材料が種々研究開発されてお
り、該複合材料としては高強度、高剛性、耐摩耗性等の
機械特性は勿論のこと、更なる低コスト化とファイン化
が要求されている。
【0003】斯かる目的に用いられる繊維状材料として
は、各種のウィスカーが有用であることが知られてお
り、例えば非酸化系ウィスカーとしては窒化ケイ素ウィ
スカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化チタンウィスカー
及び炭化チタンウィスカー等が知られている。また、酸
化物系ウィスカーとしては、チタン酸アルカリウィスカ
ー、ホウ酸マグネシウムウィスカー、ケイ酸カルシウム
ウィスカー、ケイ酸アルミニウムウィスカー、石膏ウィ
スカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー及び酸化亜鉛ウ
ィスカー等が知られている。
【0004】これらの中でもケイ酸カルシウムウィスカ
ーは、天然に繊維状ワラストナイトとして産出される非
常に安価な材料であるため、補強性、耐熱性、断熱性等
の特性を発現させるフィラーとしてポルトランドセメン
ト原料やプラスチック強化剤等に広く使用されている。
【0005】しかしながら、天然ワラストナイトは前記
の如き特性の向上に寄与する一方で、その粉末中及び結
晶中に多くの不純物を含有している。このような不純物
としては、産出地や製品種等によって異なるものの、多
くの場合、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウ
ム等である。例えば、中国産ワラストナイトの場合、比
較的低不純物のワラストナイトであるにも拘わらず、全
量に対してAl23、Fe23 及びMgOは、それ
ぞれ約0.4%、約0.3%、約0.6%含まれてい
る。更に、中国産ワラストナイトは、繊維形状の分布幅
が大きく、また粒子状物を多量に含有している。このよ
うな不純物や粒子状物が含有されていると、これを樹脂
等と複合化した場合に、その機械特性を十分高度なもの
とすることができなくなる。加えて、天然ワラストナイ
トは、天然物であるが故に、特に高精度の特性が要求さ
れる分野においてはロット間でのスペックを十分安定さ
せることは困難である。
【0006】こうしたことから、ケイ酸カルシウムウィ
スカーを合成することも試みられており、従来次のよう
な方法が提案されている。
【0007】第一の方法は、特開昭54−109096
号公報に記載されている方法で、予め水熱合成等により
高純度のケイ酸カルシウム水和物を合成し、この化合物
を加熱処理することにより脱水、結晶転化させ高純度の
ケイ酸カルシウムを得る方法である。しかしながら、こ
の方法によっては充分な繊維長を有するケイ酸カルシウ
ムウィスカーを得ることはできず、繊維長のバラツキの
大きなケイ酸カルシウムウィスカーしか得られなかっ
た。
【0008】その一つの原因は加熱処理における脱水、
結晶転化時に繊維形状の劣化、多結晶化及び繊維間の融
着が起きることにある。他の一つの原因は、原料として
用いられる現在入手可能な合成繊維状ケイ酸カルシウム
水和物が、製造時にその繊維形状において非常に分布の
広く、しかも繊維成長方向に対し中央方向に最大直径を
有する、先端部の尖った針状の化合物であり、且つ単に
加熱処理した場合の目的物の形状が原料の繊維状ケイ酸
カルシウム水和物とトポタクティックな関係を有するた
めである。従って、得られた繊維状ケイ酸カルシウムは
繊維集合体や多結晶化の進んだ繊維を多く含み、且つア
スペクト比(長径/短径比)が低く、補強性能に劣る繊
維状物となるのが避けられない。
【0009】第二の方法は、特開昭48−41999号
公報に開示されたケイ酸質原料と石灰質原料とからなる
水性混合物を水熱処理することにより安価なケイ酸カル
シウムを得る方法であるが、この方法によっては粒子状
のケイ酸カルシウムしか得ることができない。
【0010】第三の方法として、特開昭58−2071
4号公報には、直接ケイ酸カルシウムの構成成分である
酸化カルシウム成分と酸化ケイ素成分とから焼成反応に
より結晶化ガラス体中に繊維状ケイ酸カルシウムを生成
させ、その後、ガラス相を溶出させて繊維状ワラストナ
イト結晶を得る技術が開示されている。しかしながら該
方法では得られる繊維状物の他に、溶出除去しきれない
ガラス相が不純物として残ることは否めない。更に、こ
の製造方法には水熱合成法としては比較的高温高圧を必
要とするため高価な製造装置を必要とする上、製造に伴
う危険性が高い。加えて、反応装置中の温度を均一に保
つことは困難であるため、ガラス成分の溶融粘度が相違
し、それに伴い一般にガラス表面層付近の繊維の成長性
が他の部分よりも高くなり、該部分の繊維が粗大で欠陥
を多く含むものになるという不都合を生じる。その結
果、得られる繊維状ケイ酸カルシウムの形状は非常に不
均一となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点に鑑み、繊維長分布が小さく含有不純物の少な
いケイ酸カルシウムウィスカー及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の課
題の解決するため克明な研究を重ねた結果、極めて優れ
た方法を見い出し、それにより従来のケイ酸カルシウム
繊維に比べて繊維長分布が小さく含有不純物の少ない極
めて有用性の高いケイ酸カルシウムウィスカーの製造に
成功し、ここに本発明を完成するに至った。
【0013】本発明のケイ酸カルシウムウィスカーは、
化学式 CaO・SiO2 で示されるケイ酸カルシウム
ウィスカーにおいて、該ウィスカーの長さの標準偏差値
が平均長さに対して60%以内である繊維形状の分布の
狭いケイ酸カルシウムウィスカーである。
【0014】本発明のケイ酸カルシウムウィスカーは、
例えば一般式 aCaO・SiO2・nH2 O(但し、
0.5≦a≦2.0、0<n≦2.0)で示されるケイ
酸カルシウム水和物をアルカリ金属の硫酸塩及び/又は
アルカリ金属の塩化物の中から選ばれた少なくとも1種
の溶融剤の存在下、900〜1200℃の温度で加熱処
理することにより製造される。
【0015】この方法によれば、ケイ酸カルシウム水和
物を溶融材の存在下で加熱処理しているので結晶転化及
び繊維形状の変化を伴いケイ酸カルシウムウィスカーを
育成することができる。これにより、繊維状ケイ酸カル
シウムウィスカーが、多結晶化することなく、アスペク
ト比の高い良好な繊維が得られると同時に、繊維状ケイ
酸カルシウム水和物であった際には集合体であったもの
が一つ一つ単離され、微細な繊維状物は溶融−再結晶化
により形状の極めて揃った繊維形状となる。
【0016】尚、加熱によりCaO 成分となる原料及
び加熱によりSiO2 成分となる原料の混合物を、溶融
剤の存在下に加熱処理することによってもケイ酸カルシ
ウムウィスカーを得ることができるが、生成物の一部融
着により解繊が困難であったり、生成物の繊維長分布が
広くなるといった欠点を有しているため好ましくない。
【0017】本発明において、原料として用いられるケ
イ酸カルシウム水和物としては、特に制限はなく、一般
式 aCaO・SiO2 ・nH2 O(但し、0.5≦a
≦2.0、0<n≦2.0)で示されるケイ酸カルシウ
ム水和物である限り製造方法や結晶化度を問わず、従来
公知のものを広く使用できる。但し、本発明の目的とす
るケイ酸カルシウムウィスカーの不純物量は、原料であ
るケイ酸カルシウム水和物の不純物量に依存するため、
ケイ酸カルシウム水和物を合成する際の原料はできるだ
け高純度のものが望ましい。ケイ酸カルシウム水和物中
の結晶水量は該繊維を合成した後の乾燥条件により異な
るものの、結晶構造が無水ケイ酸カルシウムにならない
程度の乾燥条件であれば問題なく本発明の製造方法に使
用できる。またケイ酸カルシウム水和物を合成した際に
起こる繊維集合体の生成は本発明の生成物形状等には何
等影響を及ぼすものではない。本発明では、溶融剤との
混合の際の混ざりを良くするために、ケイ酸カルシウム
水和物を合成後、水溶液中にて有機系表面活性剤等を使
用することにより分散性を向上させることもできる。
【0018】本発明で用いられる溶融剤は、アルカリ金
属の硫酸塩及び/又はアルカリ金属の塩化物の中から選
ばれた少なくとも1種である。アルカリ金属の硫酸塩と
しては例えば硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等を、アル
カリ金属の塩化物としては例えば塩化カリウム、塩化ナ
トリウム等をそれぞれ挙げることができる。
【0019】アルカリ金属の硫酸塩及びアルカリ金属の
塩化物は、加熱処理時の溶融粘度が低いので、育成する
ケイ酸カルシウムウィスカーの粗大粒成長を抑えること
ができる。
【0020】上記溶融剤は、原料であるケイ酸カルシウ
ム水和物に対して50〜500重量%の範囲で添加する
のが好ましく、100〜400重量%の範囲で添加する
のがより好ましい。溶融剤の添加量を50重量%以上と
することにより、生成する繊維中に繊維集合体や微細な
繊維状物の残存が殆どなく、解繊の容易な目的物を得る
ことができ、また得られるケイ酸カルシウムウィスカー
の繊維長分布も小さくすることができる。また溶融剤の
添加量を500重量%未満とすることで粗大粒子の生成
を抑えることができ、繊維形状をより均一にすることが
できると共に、生産効率も向上する。
【0021】これらの溶融剤は、添加に先立って、予め
ジェットミル等により粒度を細かくしてから乾式混合し
てもよい。また繊維状ケイ酸カルシウム水和物を合成し
た際の水溶液中に溶融剤を溶解し湿式混合した後、噴霧
乾燥等の方法により乾燥混合物としてもよい。湿式混合
に際しては、必要に応じてマイコロイダーのような砥石
の高速回転により液状物と固体状物とを混合する装置を
用いることにより、効率の良い原料の製造ができる。
【0022】加熱処理は通常900〜1200℃、好ま
しくは950〜1150℃の温度範囲にて通常10分間
〜10時間程度行うのがよい。加熱処理温度を900℃
以上とすれば、ケイ酸カルシウム水和物、繊維集合体の
残存を防ぐことができるので好ましい。また加熱処理温
度を1200℃以下にすることで繊維形状の劣化や繊維
間の融着、繊維形状の不均一等を防ぐことができる。
【0023】加熱処理により得られた生成物は、水、ア
ルカリ水溶液の熱水溶液、温水溶液もしくは希薄酸水溶
液中に水溶成分を溶出させることができ、濾別、水洗、
乾燥、必要に応じて分級して、繊維形状の極めて揃った
ケイ酸カルシウムウィスカーを得ることができる。
【0024】本発明の新規なケイ酸カルシウムウィスカ
ーは極めて狭い範囲の繊維形状分布のフィラーであると
共に、含有不純物量が少なく補強性、耐熱性、断熱性及
び耐アルカリ性に優れているので、熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂、セメント、金属、セラミックス等の補強材、
耐熱材、断熱材、更には耐食材、フィルター材料として
極めて有用である。
【0025】
【実施例】以下、実施例及び比較例を掲げて本発明をよ
り一層明らかにする。
【0026】実施例1〜4 塩化ナトリウム(80g、60g、30g)を水500
mlに溶解し、これに繊維状ケイ酸カルシウム水和物
(合成ゾノトライト)20gを添加して、マイコロイダ
ーで解繊した後、100℃で乾燥した。この混合物を粉
砕し、加圧成形し、表1に示す温度で加熱処理した後、
放冷し温水中で解繊してケイ酸カルシウムウィスカーを
得た。得られたケイ酸カルシウムウィスカーの物性を表
1に示す。
【0027】尚、平均繊維長及び繊維長標準偏差は、東
洋インキ製造(株)製の画像処理装置LUZEX− を
用いて測定した。また不純物量は、理学電機工業(株)
製の蛍光X線分析装置RIX−3000にて測定した。
【0028】実施例5 溶融剤として塩化ナトリウムに代えて塩化カリウム80
gを用いる以外は実施例1と同様にして、ケイ酸カルシ
ウムウィスカーを得た。得られたケイ酸カルシウムウィ
スカーの物性を表1に示す。
【0029】実施例6 塩化カリウム40g及び硫酸カリウム40gを水500
mlに溶解し、次いで実施例1と同様にケイ酸カルシウ
ムウィスカーを製造した。得られたケイ酸カルシウムウ
ィスカー物性を表1に示す。
【0030】実施例7 実施例1と同一配合組成の混合物を1150℃にて5時
間加熱処理後に2℃/分で800℃まで徐冷を行なっ
た。得られたケイ酸カルシウムウィスカー物性を表1に
示す。
【0031】
【表1】 実施例8 実施例1、実施例6及び実施例7で得られたフィラー及
び天然ワラストナイト(PARTEK社製 商品名wi
croll 10)をナイロン6,6(旭化成工業
(株)製 商品名レオナ1300S)に40重量%の配
合組成にて、270℃に設定した45mmφ二軸押出機
にて押出造粒化した。その後、シリンダー温度280
℃、射出圧力800kg/cm2 、射出時間10秒、金
型温度80℃の条件で射出成形を行い、物性測定用テス
トピースを作成した。結果を表2に示す。
【0032】
【表2】 表2の結果から本発明のフィラーが天然ワラストナイト
に比べて機械物性の向上においても極めて優れたフィラ
ーであることがわかる。
【0033】比較例1 繊維状ケイ酸カルシウム水和物を溶融剤を加えることな
く、そのまま1100℃で3時間加熱処理した。得られ
た生成物の繊維形状は小さく、凝集物の多い繊維集合体
であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は原料のケイ酸カルシウム水和物(ゾノト
ライト)の繊維形状を示す走査型電子顕微鏡(SEM)
写真である。
【図2】図2は実施例1で得られた生成物のSEM写真
である。
【図3】図3は比較例1で得られた生成物のSEM写真
である。
【図4】図4は天然ワラストナイトのSEM写真であ
る。
【図5】図5は実施例1で得られた生成物と天然物の粒
度分布の比較を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C30B 9/00 C30B 9/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学式 CaO・SiO2 で示されるケ
    イ酸カルシウムウィスカーであって、該ウィスカーの長
    さの標準偏差値が平均長さに対して60%以内であるこ
    とを特徴とするケイ酸カルシウムウィスカー。
  2. 【請求項2】 一般式 aCaO・SiO2 ・nH2
    (但し、0.5≦a≦2.0、0<n≦2.0)で示さ
    れるケイ酸カルシウム水和物をアルカリ金属の硫酸塩及
    び/又はアルカリ金属の塩化物の中から選ばれた少なく
    とも1種の溶融剤の存在下、900〜1200℃の温度
    で加熱処理することを特徴とするケイ酸カルシウムウィ
    スカーの製造方法。
  3. 【請求項3】 一般式 aCaO・SiO2 ・nH2
    (但し、0.5≦a≦2.0、0<n≦2.0)で示さ
    れるケイ酸カルシウム水和物をアルカリ金属の硫酸塩及
    び/又はアルカリ金属の塩化物の中から選ばれた少なく
    とも1種の溶融剤の存在下、900〜1200℃の温度
    で加熱処理することによって製造された請求項1記載の
    ケイ酸カルシウムウィスカー。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001049147A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Otsuka Chem Co Ltd 塗料組成物
JP2003076158A (ja) * 2001-09-06 2003-03-14 Bridgestone Corp 導電性エンドレスベルト及び画像形成装置
JP2009227815A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd フェノール樹脂成形材料
US10889700B2 (en) * 2013-03-12 2021-01-12 Japan Vilene Company, Ltd. Inorganic nanofiber and method for manufacturing same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001049147A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Otsuka Chem Co Ltd 塗料組成物
JP2003076158A (ja) * 2001-09-06 2003-03-14 Bridgestone Corp 導電性エンドレスベルト及び画像形成装置
JP2009227815A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd フェノール樹脂成形材料
US10889700B2 (en) * 2013-03-12 2021-01-12 Japan Vilene Company, Ltd. Inorganic nanofiber and method for manufacturing same

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