JPS5830248B2 - 繊維状水酸化マグネシウム及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来未知の結晶形状を有する水酸化マグネシ
ウム及びその製法に関する。

該水酸化マグ３・シウムはその特異且つ従来未知の繊維
状形状及び高純度などの特性を利用して、水酸化マグネ
シウムの従来の用途分野のみならず、全く新しい用途分
野においても優れた利用価値を有する。

更に詳しくは、本発明は、電子顕微鏡下１０００倍倍率
の条件で決定された長さ／直径比が約５以上、好ましく
は約１０以上で、平均直径が約０．０１〜約１０μ、長
さが約０．１〜約１００００μである繊維状水酸化マグ
オ・シウム及びその製法に関する。

水酸化マグオ・シウムが六方晶形板状結晶形状を有する
ことは良く知られている。

この従来公知の水酸化マグネシウムは、光学もしくは電
子顕微鏡下の観察で、六角形もしくはその角の部分が丸
まった板状体もしくはそれらの集合物もしくは破片の如
き形状の結晶物として観察され、電子顕微鏡下２０，０
００倍倍率の条件で決定された最大炎（最大径）／最小
長（最小径）の比は大きくても５未満、はゾ１〜３程度
である。

本発明者等は、塩基性マグネシウム化合物から高純度の
水酸化マグネシウムを製造する研究中に、従来未知の六
方晶系針状結晶を有する繊維状の水酸化マグネシウムが
存在し、且つ容易に製造できるという、従来全く未知の
事実を発見した。

更に、この従来未知の繊維状形状を有する水酸化マグネ
シウムは従来公知の利用分野のほかに、たとえばガラス
繊維、石綿などの如き無機繊維状物質材料の利用分野そ
の他の分野においても、ユニーク且つ優れた性能を示し
、新しい広い利用分野において注目すべき化合物である
ことがわかった。

従って、本発明の目的は、従来未知の繊維状形状を有す
る水酸化マグネシウムを提供するにある。

本発明の他の目的は、上記繊維状水酸化マグネシウムを
製造するのに有利な製法を提供するにある。

本発明の上記目的及び更に多くの他の目的ならびに利点
は、以下の記載から一層明らかとなるであろう。

理解を容易にするため、従来公知の六方晶系板状結晶形
状の水酸化マグネシウムと本発明の繊維状水酸化マグネ
シウムとについて、図面により説明する。

添付図面において、第１−Ａ図は、本発明繊維状水酸化
マグネシウムの一例についての光学顕微鏡下１５０倍倍
率で撮影した写真像、第１−Ｂ図は、従来公知の六方晶
形板状結晶の水酸化マグネシウムの一例についての同様
な写真像であり、第２−Ａ図は、本発明繊維状水酸化マ
グネシウムの一例についての電子顕微鏡下２０，０００
倍倍率で撮影した写真像であり、第２−Ｂ図は、従来公
知の六方晶形板状結晶の水酸化マグネシウムの一例につ
いての同様な写真像である。

更に、第３−Ａ図は、本発明の繊維状水酸化マグネシウ
ムの一例についての電子顕微鏡下１０００倍倍率で撮影
した写真像である。

これらＡ図群とＢ図群とを、夫々、対比して容易に理解
できるように、本発明の水酸化マグネシウムは、従来公
知の六方晶形板状結晶をなす水酸化マグネシウムとは、
−見して、全く異った繊維状形状もしくは針状形状を有
する点で、明瞭に区別できる。

また２−Ａ図かられかるように、本発明の繊維状水酸化
マグネシウムは繊維形状の単結晶もしくはその繊維形状
集合体として存在する。

本発明の水酸化マグネシウムは、第３−Ａ図に示したよ
うに、電子顕微鏡下１０００倍倍率の条件で決定された
長さ／直径比が約５以上、通常、約１０以上、多くの場
合、約３０〜約５０以上と大きく、光学顕微鏡下におい
ても、明らかにその繊維状形状を観察することができる
。

このような、本発明の繊維状形状の水酸化マグネシウム
は、通常、約０．０１〜約１０μ程度の平均直径を有し
、通常、その長さは約０．１〜約１００００μ程度であ
る。

更に、本発明の繊維状水酸化マグネシウムはまた、極め
て高純度であるのが普通であり、例えばＣａＯ牛０ 、
ＣＩ（０，０５％の如き純度を示すのが通常である。

本発明において、電子顕微鏡下１０００倍倍率の条件で
決定された長さ／直径比と称するは、第３−Ａ図に例示
した写真において、−ヶの繊維状結晶体の長さ方向に沿
って、はぼ３等分した位置における２ケ所の等分点を通
って長さ方向に直交する長さく直径）を測定し、この２
つの実測値を算術平均した平均直径で上記結晶体の長さ
を割った値を指す。

例えば、第３−Ａ′図にモデル図として示した繊維状結
晶体について、ｌ／”１７１の値を指す。

本発明の繊維状水酸化マグネシウムは、例えば、下記式
（１）、 で表わされる針状結晶形の塩基性マグネシウム化合物を
、その針状形状を失わない条件下に、該化合物の結晶水
の一部が脱離するように乾燥し、この乾燥処理物を、該
化合物に対して不活性で且つ該化合物を溶解（実質的に
溶解）しない液体媒体中で、アルカリと接触させること
により形成することができる。

上記原料塩基性マグネシウム化合物の有するアニオンＡ
ｎ−の具体例としては、たとえばＣＩ−。

Ｂｒ 、 Ｎｏ； 、 ８０２４−の如きアニオンを
好ましく例示できる。

本発明の繊維状水酸化マグネシウムの製造に用いる針状
結晶形の塩基性マグネシウム化合物としては、例えばＡ
ＳＴＭの粉末Ｘ線データファイルに記載された、下記化
合物を例示することができる。

本発明によれば、上記例示のごとき針状結晶形の塩基性
マグネシウム化合物を、その針状形状を失わない条件下
に、該化合物の結晶水の一部が脱離するように乾燥する
。

結晶水を完全に脱離させたり、結晶水の脱離を全く行わ
ない場合には、所望の繊維状水酸化マグネシウムを形成
せしめることができず、結晶水の一部が脱離するが、そ
の針状の結晶形状を失わない程度に乾燥して、結晶を適
度に破壊する。

乾燥処理温度は、原料塩基性マグ宥・シウム化合物、乾
燥手段などによっても適宜に選択でき、通常、約５００
〜約２００℃程度、多くの場合約５００〜１５０’Ｃ程
度で数時間乾燥することにより、所望の結晶水の一部脱
離を行うことができる。

この乾燥処理は、大気圧条件下で行うのが普通であるが
、望むならば、減圧条件を採用することもできる。

又、乾燥は結晶水の一部が脱離するが、原料塩基性マグ
宥・シウム化合物の針状形状が失われてしまわない程度
に乾燥できる任意の手段を採用でき、例えば、熱風乾燥
、真空乾燥、キルン乾燥、スプレー乾燥、流動層乾燥、
の如き公知の任意の手段を採用することができる。

上記のようにして得ることのできる乾燥処理物は、次い
で、該化合物に対して不活性で且つ該化合物を溶解しな
い液体媒体中で、アルカリと触媒処理することによって
、所望の繊維状水酸化マグネシウムに転化せしめること
ができる。

このような液体媒体の例としては、水のほかに、たとえ
ば、アセトン、メチルアルコール、エチルアルコールな
どを例示することができ、これらは単独でも複数種併用
してでも利用することができる。

処理は、上記の如き液体媒体中に前記乾燥処理物を懸濁
させてアルカリと作用せしめることにより容易に行うこ
とができる。

予めアルカリを添加溶解せしめた液体媒体中に乾燥処理
物を添加懸濁せしめてもよいし、或は又、両者を同時に
添加懸濁せしめてもよいし、更には、乾燥処理物を添加
懸濁せしめた系にアルカリを添加して接触せしめてもよ
い。

このようなアルカリの例としては、例えば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウムの如きアルカリ金属水酸化物、ア
ンモニア、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウムなど
の如き無機アルカリ類をあげることができる。

アルカリの使用量は適宜に選択できるが、好ましくは、
前記式（１）の針状結晶塩基性マグネシウム化合物のア
ニオンＡｎ−のはゾ当量〜約２倍当量程度の量で使用で
きる。

このアルカリとの接触処理によって、式（１）化合物の
アニオンＡｎ−がＨＯ−に置換して繊泊状水酸化マダイ
・シウムに転化せしめられる。

反応は室温で進行し、とくに加温もしくは冷却の必要は
ないが、望むならば適当な加温もしくは冷却条件を採用
することもできる。

反応は、例えば約１〜約２０時間程度の時間で行うこと
ができる。

得られた繊維状水酸化マグネシウムは、Ｘ線回折により
水酸化マグオ・シウムであることを同定できる。

原料の式（１）の針状結晶形の塩基性マグネシウム化合
物の製造は、例えば、マグネシウムのハロゲン化合物や
無機、酸もしくは有機酸のマグネシウム塩類の如きマグ
ネシウム化合物とアルカリ性物質好ましくは弱アルカリ
性物質とを水性媒体中で反応せしめることにより形成す
ることができる。

上記マグネシウム化合物としては、例えば、塩化マグネ
シウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸
マグネシウム、硫酸マグ宥・シウム、海水、イオン苦汁
（海水から塩化ナトリウムを除いた濃縮海水）、酢酸マ
グネシウム等をあげることができる。

又、用いるアルカリ性物質としては、アンモニア、水酸
化アンモニウム、消石灰、酸化マグネシウム、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等をあげることができ、好ま
しくは、アンモニア、水酸化アンモニウム、消石灰等の
如き弱アルカリ性物質が利用される。

用いるマグネシウム化合物の水性溶液の濃度は、濃い程
、針状の塩基性マグネシウム化合物が生成し易い。

好ましくはＭｇＯ換算で約３ｏ／Ｉ／ｌ （水性媒体）
以上、更に好ましくは、約５０７ｉ／１以上である。

マグＡ・シウム化合物とアルカリ性物質との反応は室温
で進行するので、とくに冷却もしくは加温の必要はない
が、望むならばそのような条件を採用することもできる
。

約１００〜約２５０℃で数時間水熱処理下に行うと、針
状結晶を一層成長させることができる。

又、適当な期間熟成、例えば約Ｏ〜約１５０℃、好まし
くは約４０〜約１００℃の温度条件下に、非攪拌条件下
で熟成することによ１バ原料塩基性マグネシウム化合物
の針状結晶を一層生長させることができ、屡々、より好
ましい結果を与える。

マグネシウム化合物に対するアルカリ性物質の使用量は
適宜に選択でき、たとえば、マグネシウム化合物に対し
て約０．０５〜０．５当量程度の使用量を例示できる。

このような原料の塩基性マグオ・シウム化合物製造の一
例について、更に具体的に述べると、たとえばＭｇ５（
ＯＨ）５Ｃ１・４Ｈ２０で表わされる針状形晶形の塩基
性マグネシウム化合物は、例えば塩化マグネシウム含有
水溶液に、例えば約０．１〜０．３当量程度のアルカリ
性物質たとえば消石灰を加え、室温で数時間放置してお
くと、針状結晶形の上記式で示される化合物として析出
する。

好ましくは、この反応生成物系を例えば約６００〜１０
０℃の温度で数時間〜数ケ月熟成することにより、晶出
した針状結晶をさらに生長させることができる。

その後更に、約１５０℃以下の温度、例えば約り０５℃
〜約１５０℃程度の温度で、反応生成物系を母液のまま
数時間水熱処理することにより、一層針状結晶を発達さ
せることができる。

充分に発達した針状結晶形の塩基性マグネシウム化合物
は、既述のように、その針状形状を失わない条件下に、
該化合物の結晶水の一部が脱離するように乾燥し、この
乾燥処理物を、該化合物に対し７て不活性で且つ該化合
物を溶解しない液体媒体中で、アルカリと接触させて得
られる本発記繊維状水酸化マグネシウムの収率の向上に
役立つとともに、長さ／直径比のより大きな繊維状結晶
を形成できるので、屡々好ましい結果を与える。

本発明の繊維状水酸化マグオ・シウムは、従来公知の六
方晶形板状結晶形状の水酸化マグネシウムが用いられた
すべての分野において有用であるほかに、その繊維状形
状、高純度などの性質を利用した他の新しい広い用途分
野においてもユニークな且つ優れた利用価値を有する。

例えば、熱可塑性及び熱硬化性樹脂に対する難燃剤とし
ての公知用途のほかに、これら樹脂に対する無機繊維状
充填剤としての機械的性質改良補強剤としての作用効果
も発揮し、単なる難燃性賦与だけではなく、引張り強度
や曲げ強度を向上せしめる繊維状充填剤としての効果を
兼備せしめることができ、例えばＦＲＰにおけるガラス
繊維の如き強化剤としての役目を兼備せしめることがで
きる。

又、制酸剤用途、酸及びアニオン吸着剤用途などのほか
に、填料或は加圧成形品の如き形状で、電気機器材料と
くに電気絶縁材料やフィルター材、砥青補強材などの分
野においても有用であり、更に、建築、冷蔵機器、暖房
機器、工業機器装置類等における断熱材料として、保温
、保冷材として優れており、更に又、吸音、遮音材料、
防食材料、ルーフイング材料、コンクリートフィラー、
断熱乃至耐熱布もしくはシート材料、その他、広い利用
分野において、そのユニークな優れた性質による用途が
期待される。

又、その高純度である利点によって、高純度酸化マグネ
シウム原料、透光性耐熱性酸化マグネシウム原料などと
しても有用である。

不飽和ポリエステルの増粘剤、重油添加剤、ポリオレフ
ィン重合用チーグラー触媒担体、炭酸マグネシウムの原
料、酸中和剤、砂糖精製用剤、金属マグネシウム原料、
苦土肥料原料、耐火煉瓦の原料などとしても利用できる
。

以下、実施例により、本発明繊維状水酸化マグネシウム
及び製造について数例を示す。

実施例 ｌ ＭｇＯとして６４．４ｉ／ｌ、 （１，５９８ｍｏｌ
／ｌ）の塩化マグネシウムを含有するイオン苦汁１０１
に、約１５０℃に於て、０．１当量に相当する粉末状消
石灰１１８．Ｌ９を約４分間で全量加え、約１０分攪拌
する。

不純物として生成した炭酸カルシウムを沢過して除き、
回収した母液を室温（約２０℃）で１８時間放置する。

析出した針状結晶を発達させるため、８０℃に加温し、
その温度で約３０分熟成する。

更に、生成した結晶を、オートクレーブにより１２０℃
で２時間母液中で熟成して、十分発達した斜状結晶を得
た。

光学顕微鏡により観察すると、針状結晶（短軸）直径は
、約ｏ、ｉ〜０．５μ、（長軸）長さは、約５０〜８０
μであった。

この物を、水洗後、アセトンで洗って、室温で乾燥した
物は、Ｘ線回折分析により、Ｍｇ５（ＯＨ）５Ｃ１・４
Ｈ２０であることが同定された。

前述した方法で得られた針状結晶形の塩基性マグネシウ
ム化合物を、水洗後脱水して約８５℃で約４時間乾燥し
た。

乾燥物のＸ線回折によると、Ｍｇ５（ＯＨ）５ＣＩ・４
Ｈ２０の構造は、約半分程度壊れ、新な回折パターンが
認められると共に、結晶水の約半分が消失していた。

この化合物は、針状結晶が部分的膜結晶水処理によって
、少し構造が変化し、六方晶系の水酸化マグ３・シウム
の構造に近づいたものと認識される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子類Ｗ下１０００倍倍率の条件下で決定された長
   さ／直径比が約１０以上で、平均直径が約０．０１〜１
   ０μ、長さが約０．０１〜約１００００μである繊維状
   水酸化マグネシウム。 ２ 下記式 で表わされる針状結晶形の塩基性マグネシウム化合物を
   、その針状形状を朱わない条件下に、該化合物の結晶水
   の一部が脱離するように乾燥し、この乾燥処理物を、該
   化合物に対して不活性で且つ該化合物を溶解しない液体
   媒体中で、アルカリと接触させることを特徴とする繊維
   状水酸化マグネシウムの製法。