JPS5830269B2 - ひる石製物品の水安定化法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は層状シリケート、例えばひる石すなわちバーミ
キュライト製の製品に関するものであり。

特にこれに耐水性を付与する方法に関するものである。

鉱物ひる石（及びひる石層を含有する他の層状シリケー
ト鉱物１例えば、ハイドロバイオタイトまたは緑泥石−
ひる石）が物品１例えばフィルム。

シートまたはフオームに製造できることが知られている
。

このような物品の製造法は英国特許第１．０１６，３８
５号、同第１，０７６，７８６号及び同第１，１１９．
３０５号並びに係属中の特願昭５２＝１１０４１６号明
細書（英国特許出願第５１４２５／７６号及び同第３９
５１０／７６号に対応）に開示されている。

他の層状シリケート鉱物もフィルムまたはシートを形成
し１例えばこれらは米国特許第２，２６６，６３６号に
開示されている。

製造された物品は全て、水に侵されるという欠点を有し
１例えば疎水性被覆のようなもので保護しない限り水が
しみ込み、この鉱物を膨潤させ、これをかなり脆化する
のである。

長時間水中に浸しておくと、製造した物品が崩壊するこ
とがある。

しかしながら本発明者らは製造した物品を水中における
崩壊に対して安定化する処理が可能であることを発見し
た。

本発明に従えば、ひる６製物品を水に対して安定化する
方法は式 （式中。

Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一または異なっていてもよく、
各々が水素原子または１０個以下の炭素原子を含むアル
キル基であり、但しＲ２及びＲ３が水素原子である場合
はＲ１は水素原子又はアルキル基であり、このＲ１がア
ルキル基である時は３個より少ない又は６個より多い炭
素原子を含むアルキル基である）で表わされる化合物の
蒸気に製品を接触させることを含む。

基Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は力１ ／ チオンＨＮ ＋−Ｒ２がそれ自身水中で鉱物を膨潤し＼ ３ ないようなもの力）ら選はれる。

ひる石を相当膨潤することのできる各種有機アンモニウ
ムカチオンのうち、最も著しいものはアルキル基中に３
〜６個の炭素原子を有するモノアルキルアンモニウムカ
チオン、 ！Ｊｒ！ｆにｎ−ブチルアンモニウム、イン
ブチルアンモニウム、プロピルアンモニウム及びイソア
ミルアンモニウムカチオンのようなモノアルキルアンモ
ニウムカチオンである。

従って１本発明の目的のためには、Ｒ１が３〜６個の炭
素原子を有するアルキル基であるアミン化合物Ｒ１ＮＨ
２を避けなければならない。

窒素に結合している基１ ／ が小さな基である場合は化合物Ｎ−Ｒ２の蒸気を＼ ３ 生成させるのが容易であるため Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が
８個以下の（上述の制限条件の下で）炭素原子を含有す
る基、より都合良くは５個以下の炭素原子を有する低級
アルキル基である化合物を用いるのが好ましい。

上記式の範囲に含まれるものの中で最も揮発性の高い化
合物、すなわりＲ１、Ｒ２及びＲ３が全て水素であるア
ンモニアを用いるのが特に好ましい。

ひる石は、窒素化合物の蒸気を含有する雰囲気中にその
製品またはその製品の試料をつるすことにより該蒸気と
接触させるのが好ましい。

ひる石と接触させる窒素化合物の蒸気の濃度は所望の反
応速度により広い範囲に亘り変化できる。

使用する温度は好ましくは大気温度から２００℃の範囲
である。

大気圧を用いるのが都合良いが。所望ならば他の圧力も
使用できる。

本発明方法により有利に処理されるひる石からなる鉱物
製品には例えはシート、フィルム、成形品及びフオーム
（ｆｏａｍ）がある。

これは特にひる石の硬質フオームの処理に有用である。

その理由は、蒸気はフオーム表面より下に浸透すること
ができ、処理により与えられる耐水性は表面層のみに限
定されないからである。

ひる石シートに耐水性を与える方法は英国特許第１，０
１６，３８５号に記載されている。

この方法において、ひる石シートは多価の無機カチオン
を含有する高濃度電解質溶液１例えば塩化マグネシウム
溶液に浸漬される。

かくして初めに存在している「膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ
）Ｊカチオン（例えば。

ｎ−ブチル・ＮＨ３）が徘膨潤（ｎｏｎ−ｓｗｅｌ Ｉ
ｉｎｇ）Ｊカチオン（例えば、Ｍｇ”）で置換されるこ
とにより水安定性のある製品が得られる。

この方法はひる石シートには満足できるものかもしれな
いが。

これは少なくとも（１）過剰の塩を除去するためにカチ
オン交換処理後入念な水洗工程が必要であること及び（
２）この方法はシートを完全に濡らし、次いで再び乾燥
させる工程を含むこと、という２つの重大な欠点を有し
ている。

ひる石フオームの場合は、フオームの厚さ及びフオーム
の吸収剤としての性質故に、この方法は（上記した欠点
により）操業するのが非常に難かしい。

本発明に従って耐水性を付与する方法はこれら２つの欠
点を有さすフオームの処理に理想的に適用できる。

以下の実施例により本発明を説明する。

実施例 １ 本発明者らによる係属中の特願昭５２ １１０４１６号明細書（英国特許出願第３９５１０／７
６号及び同第５１４２５／７６号に対応）に記載された
ようにｎ−ブチルアンモニウムひる石薄層の懸濁液から
製造したひる石シート１片を蒸留水に浸したところ５分
後に試料は崩壊してしまった。

同一シートから切取った同様の１片を密閉ガラス製容器
に入れ、濃アンモニア水溶液（密度０．９１ｇ／ｍｌ）
の上に支持させたおいた。

３日後。シートを取出し、過剰のアンモニウム及び水蒸
気を除去するため大気中に放置した。

次いでシートを蒸留水に浸した。

２４時間後、シートは依然として一体化したままの１片
であり、崩壊することなく容易に取扱うことができた。

実施例 ２ 特願昭５２−４１９５３号明細書（英国特許出願第１４
７６４７７６号に対応）に記載された空気随伴法及び超
音波加熱方法（英国特許出願第４７６６４、／７６号に
記載）により製造した硬質ひる石フオームの小ブロック
を蒸留水中に入れた。

水中で時折緩かに攪拌しながら１５分後、これらはいず
れも完全に崩壊した。

同様なフオームブロックを密閉されたガラス容器に入れ
、濃アンモニア水溶液（密度０．９１．？／ｍ７）上に
支持しておいた。

２４時間後、フオームを取出し、過剰のアンモニア及び
水蒸気を除去するため大気中に放置した。

次いでブロックを蒸留水に浸した。７２時間水に浸し１
時折緩かな攪拌を行なったところ、フオームブロックは
（ある程度水を吸収したが）依然一体化したままのブロ
ックとして残っており。

崩壊することなく容易に取扱うことができた。

実施例 ３゜ 南アフリカ産ひる石〔マントパル（Ｍａｎｄｏｖａ ｌ
）ミクロン級〕の１０ｋｇのバッチを３０１の飽和塩
溶液中で３０分間還流し、脱イオン水中で充分水洗した
後、５０Ａの還流反応器へ戻し、３０１の０、５ Ｍ
ｎ−ブチルアンモニウムクロリド溶液中で更に３０分間
還流した。

脱イオン水中で充分水洗し、１晩放置したところ鉱石の
嵩体積は４５Ｉ３に膨張していた。

膨潤したひる石の水懸濁液を２０重量％濃度に調整し１
次いでホーバート（Ｈｏｂａｒ ｔ ）竪型カッターミ
キサー（モデルＶＣＭ４０）を用いて３ｏｏｏｒｐｍの
速度で微細化し、より大きなひる石粒子は５０μｍの孔
径を有する振動篩に懸濁液を通すことにより除去した。

得られた懸濁液は篩上に残ったいくらかのより大きなひ
る石粒子のため低固形分濃度を有しており、この懸濁液
は固形分の重量濃度が再び２０％ｗ／ｗになるまで大き
な加熱トレイ上で水を蒸発することにより濃縮した。

この２０％ｗ／ｗ懸濁液を遊星形ビータ−を有するクル
イクシャンク（Ｃｒｕ １ｋｓｈａｎｋ ）ミキサーを
用いて起泡させてフオームを得た。

この発泡混合物を加熱床（７０°Ｃ）上に流し、乾燥さ
せることにより密度１２０ ｋｐｍ−３の硬質フオーム
を得た。

次いで２５Ｘ２５Ｘ１０ｍｍの試料をフオームスラブか
ら切出し、６試料片を以下の液体を含有する１連の各デ
シケーク内に１６時間入れた。

（ａ） 濃アンモニア水溶液（密度０．９１９７ｍ０
（ｂ） メチルアミン ４０％水溶液 （Ｃ） ジメチルアミン５０％水溶液 （ｄ） トリメチルアミン５０％水溶液（ｅ） エ
チルアミン ５０％水溶液（ｆ） プロピルアミン
液体 （ｇ） オクチルアミン 液体 処理後、試料を通気のよい空間に平衡に至るまで放置し
た。

次いで以下のように水安定性及び圧縮強さ試験を行なっ
た。

（１）水安定性 各々の切出した試料を２週間までの期
間液状の水の中に入れておい た。

相対温度５２％の中で更に１６時 間平衡化した後標準的方法により インストロン張力計で測定。

結果 （１）水安定性 空試験 １０分以内に崩壊が始まったアンモニ
ア ２週間以上安定 メチルアミン ２週間以上安定 ジメチルアミン ２週間以上安定 トリメチルアミン ２週間以上安定 エチルアミン ２週間以上安定 プロピルアミン １０６以内に崩壊が始まったオクチル
アミン ２週間以上安定 （１１）圧縮強さ ＭＮｍ−２
空試験（密度１２０ｋｇｍ ”） 、 １０６
アンモニア 、１６１メチルアミ
ン 、１０５ジメチルアミン
、１１６トリメチルアミン
、１４４エチルアミン
、０８６プロビルアミン 、１
０６オクチルアミン 、０４６実施
例 ４ 上記と同様な実験を、ｎ−ブチルアミン及びデシルアミ
ンを用いて行なった。

この場合未処理のフオームの密度は１０４ ｋｇｍ−”
であった。

圧縮強さ く１１） ｎ−プロピルアミン及びｎ−ブチルアミンで処理したフ
オーム試料は予想通り何ら水安定性の向上を示さなかっ
た。

その理由はこれらのアミンはプロトン化したときひる石
の水中膨潤を起すカチオンを与えるからである。

アミンのあるもの及びアンモニアは水安定性に加えて、
処理フオームの圧縮強さを増加させることが観察できよ
う。

本明細書中で使用した「ひる石（Ｖｅｒｍｉｃｕｌ ｉ
ｔｅ）Ｊという語はひる石と鉱物学的あるいは商業的
に称されている鉱物を包含するものであり１例えばひる
６様の層を一部含有し同一または類似方式で膨張しつる
ハイドロバイオタイトまたは緑泥石−ひる石のような葉
状シリケート鉱物を含む。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １式 （式中、Ｒ’、Ｒ２及びＲ３は同一または異なっていて
   もよく、各々が水素原子または１０個以下の炭素原子を
   含むアルキル基であり、但し Ｒ２及びＲ３が水素原子
   である場合はＲ１は水素原子又はアルキル基であり、Ｒ
   １がアルキル基である時は３個より少ない又は６個より
   多い炭素原子を含むアルキル基である） で表わされる窒素化合物の蒸気にひる６製物品を接触さ
   せることからなるひる６製物品を水に対し安定化する方
   法。 ２Ｒ１，Ｒ２またはＲ３が５個以下の炭素原子を含有す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ひる６製物品をアンモニア蒸気と接触させる特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 大気温度から２００ ’Ｃまでの温度で行なう特許
   請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の方法。