JPS604736B2 - Method for manufacturing molded articles from improved inorganic colloids - Google Patents

Method for manufacturing molded articles from improved inorganic colloids

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JPS604736B2
JPS604736B2 JP217480A JP217480A JPS604736B2 JP S604736 B2 JPS604736 B2 JP S604736B2 JP 217480 A JP217480 A JP 217480A JP 217480 A JP217480 A JP 217480A JP S604736 B2 JPS604736 B2 JP S604736B2
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colloid
ion exchange
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water
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基之 今井
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登一郎 井澤
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気化学的処理によって耐水性および電気絶
縁特性の改良された成形物を製造する方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing molded articles with improved water resistance and electrical insulation properties by electrochemical treatment.

無機質コロイド粒子として、その結晶が層状構造をなす
物質、たとえばカオリンのような粘土鉱物、モワモリロ
ナィト族鉱物等の天然産鉱物や、ナトリウム、リチウム
のような水和性の大きいアルカリイオンを暦間に配位す
るふつ素四けし、素雲母、モンモリロナィト等の合成鉱
物は溶媒中に懸濁して安定したコロイドを形成する特性
がある。
As inorganic colloidal particles, materials whose crystals form a layered structure, such as naturally occurring minerals such as clay minerals such as kaolin and mowamorillonite group minerals, and highly hydrated alkali ions such as sodium and lithium, are used as inorganic colloid particles. Synthetic minerals such as fluorite, mica, and montmorillonite have the property of forming stable colloids when suspended in a solvent.

これ等のコロイドはその微粒子の素粒が分子状に近い極
めて微細に努開した粒度であるので、乾燥脱水するとフ
ァン・デル・ワース(VanDerWaals)の分子
凝集力の原理によって成形性能を発揮する。この成形性
能を応用して無機質物質によるシート状物をはじめ肉厚
の板状体、非直線的異形物や塗装材等を製造することが
できる。こうして成形物は耐熱性、無毒性、耐膜性にす
ぐれている有用なものであるが、そのままではアルカリ
の存在とその水和性のために可逆性に水和膨欄するので
、形状保持と電気絶縁性において劣性を示す欠点がある
。これは上記鉱物がリチウムナトリウム等のアルカリイ
オンを含有しているためで、たとえば、カオリン族の粘
土鉱物は粒子表面が負に帯電していることからアルカリ
イオンを吸着し、また天然モンモリロナィト、合成ふっ
素四レナい素雲母、合成モンモリロナィト等はその結晶
構造において電荷不足を補うためにリチウムイオン又は
ナトリウムイオンを層間に配位して静電気的結合をして
おり、更に素粒表面が負に帯電しているからアルカリイ
オンを吸着するものである。そしてこのアルカリイオン
は多量の水和水を伴った形で入り込み、粒子間に介在し
て秦粒同志の接近を阻んでおり、これが溶媒中に安定し
た豚濁状態を保つ原因となっている。したがってこうし
たアルカリイオンの存在は、これ等物質が港中において
疎密のない均質な分散と、沈降物を成しないための有力
な作用をして安定したコロイドが生成される。しかしな
がら、これ等のコロイドを乾燥脱水した成形物に上述し
たアルカリイオンが残留すると、アルカリイオンの強力
な水和性のために大気中の水分を吸収して再び成形物は
水和される。そしてこの現象は耐水性の劣化のみならず
、電気的にも電導性を増大するため絶縁特性をも劣化さ
せる。こうした理由から、コロイド中に含有されるアル
カリイオンを再水和しないような他の陽イオンで交換す
ることにより、成形物に耐水性と絶縁特性を附与するこ
とが極めて有効な手段となる。
Since these colloids have extremely fine particle sizes that are close to molecular, when dried and dehydrated, they exhibit molding performance based on the principle of Van Der Waals' molecular cohesion force. By applying this molding performance, it is possible to manufacture sheet-like objects made of inorganic materials, thick plate-like objects, non-linear irregularly shaped objects, painted materials, etc. In this way, the molded product is useful as it has excellent heat resistance, non-toxicity, and film resistance, but if left as it is, it will reversibly hydrate and swell due to the presence of alkali and its hydration properties, so it will not retain its shape. It has the disadvantage of being inferior in electrical insulation. This is because the above minerals contain alkali ions such as lithium sodium. For example, kaolin group clay minerals adsorb alkali ions because their particle surfaces are negatively charged, and natural montmorillonite and synthetic fluorine Quaternary elementary mica, synthetic montmorillonite, etc. have lithium ions or sodium ions coordinated between the layers to form electrostatic bonds in order to compensate for the lack of charge in their crystal structures, and furthermore, the surface of the elementary particles is negatively charged. It adsorbs alkali ions. These alkali ions enter the solution along with a large amount of hydration water, interposing between the particles and preventing the particles from approaching each other, which causes a stable cloudy state to be maintained in the solvent. Therefore, the presence of such alkali ions has a powerful effect on homogeneous dispersion of these substances in the port, without forming sediments, and produces stable colloids. However, if the above-mentioned alkali ions remain in a molded product obtained by drying and dehydrating these colloids, the molded product will be rehydrated by absorbing moisture from the atmosphere due to the strong hydrating properties of the alkali ions. This phenomenon not only deteriorates water resistance but also increases electrical conductivity, thereby deteriorating insulation properties. For these reasons, it is an extremely effective means to impart water resistance and insulation properties to molded articles by replacing the alkali ions contained in the colloid with other cations that do not rehydrate.

このイオン交換は化学反応における重要な基本的反応の
一つで、酸化還元電位差によって説明される進行内容と
、ホフマイスター(Hofmeisにr)の解明した腸
イオンの吸着する系列等を原理として進行する反応であ
る。
This ion exchange is one of the important basic reactions in chemical reactions, and it progresses based on the principle of the process explained by the redox potential difference and the adsorption sequence of intestinal ions that was elucidated by Hofmeister. It is a reaction to

従来無機質物で層状構造物を形成するコロイドとしては
陶磁器工業で使用されるカオリン族のような一般的な粘
士微粒子の解豚体がよく知られていたが、これはアルカ
リ分添加量が1〜2%の少量であることと、その乾燥脱
水物はこれをさらにセラミックス化させるために高温加
熱する窯業品であることから、上述の水和性、絶縁性に
おいて余り配慮する必要はなかった。しかし天然モンモ
リロナィト族鉱物、合成アルカリ四マナし、素ふつ素雲
母、合成モンモリロナィト等は、乾燥脱水するのみの成
形手段で製品化するものであるから、イオン交換による
処理は不可欠のものである。そしてこの発明において対
象となるものは主としてこれら3種の層状構造物に拠っ
ているが、当然交換可能なアルカリイオンを含む他の無
機質鉱物に応用しても有効である。層状構造物のコロイ
ド粒子としては従来天然産のモンモリロナイトたとえば
ペントナイトなどが知られていたものであるが、結晶水
((OH)‐)をF‐で置換して層間にNaまたはLj
を配位した人工鉱物として上げられるものにNa(又は
Li)Mg2.5Si40,oF2、Na(又はLi)
M&LiSi40,。
Conventionally, as a colloid that forms a layered structure with an inorganic substance, the disintegrated bodies of general viscous fine particles such as kaolin group used in the ceramics industry have been well known, but this is because the amount of alkaline added is 1. Since the amount is as small as ~2% and the dried dehydrated product is a ceramic product that is heated at a high temperature to further transform it into a ceramic, there was no need to pay much attention to the above-mentioned hydration properties and insulation properties. However, since natural montmorillonite group minerals, synthetic alkali tetramers, fluorine mica, synthetic montmorillonite, etc. are manufactured by molding methods that involve only drying and dehydration, treatment by ion exchange is essential. Although the object of this invention is mainly based on these three types of layered structures, it is of course also effective to apply to other inorganic minerals containing exchangeable alkali ions. Naturally produced montmorillonite, such as pentonite, has been known as colloidal particles for layered structures, but crystal water ((OH)-) is replaced with F- to create Na or Lj between the layers.
Artificial minerals that coordinate Na (or Li) Mg2.5Si40, oF2, Na (or Li)
M&LiSi40,.

F2の化学式で示されるような合成ふつ素雲母、そして
ここに新たに合成されたLi.33(又はNa.83)
Mg2.67Li.33Si40,oF2の化学式でさ
れるような合成モンモリロナィトがあり、それぞれ溶媒
中で安定した懸濁体を形成するすぐれた無気質コロイド
を得ることが出来る。上記化学式の最初に示されるNa
またはLiは、層間にあってNa08、Lj○,2、ま
たはNa.幻○,2、Li.斑○,2のよう弱い静電気
結合をしており、これ等のNaやLiは結晶格子内に充
填配位しているものではないから、他の陽イオン即ちK
十、Ag十、Cu十、Ba2十、Pぜ+、S〆十、Zで
十、N3十、Sげ十、Bi3十などのような腸イオンと
イオン交換を行うことができる。
Synthetic fluorine mica as shown by the chemical formula F2, and newly synthesized Li. 33 (or Na.83)
Mg2.67Li. There are synthetic montmorillonites, such as those with the chemical formula 33Si40,oF2, each of which provides an excellent aporous colloid that forms a stable suspension in a solvent. Na shown at the beginning of the above chemical formula
Or Li exists between the layers and is Na08, Lj○,2, or Na. Phantom ○, 2, Li. The spots ○ and 2 have weak electrostatic bonds, and since these Na and Li are not packed and coordinated in the crystal lattice, other cations, namely K,
Ion exchange can be performed with intestinal ions such as 10, Ag10, Cu10, Ba20, Pze+, S〆10, Z desu, N30, Sge10, Bi30, etc.

これ等の陽イオンは再水和する性質が無いから、イオン
交換後の鉱物は耐水性と電気絶縁性が著しく向上する。
従来の陽イオン交換の方法は、コロイド粒子の陽イオン
を解離する塩の水溶液を調製し、常温または約7000
までの加温の下で10餌時間程度の浸渡をすることによ
り行なわれている。
Since these cations do not have the property of rehydration, the water resistance and electrical insulation properties of the minerals after ion exchange are significantly improved.
The conventional cation exchange method involves preparing an aqueous solution of a salt that dissociates cations from colloidal particles, and storing the solution at room temperature or at about 7,000 ml.
This is done by soaking the food for about 10 hours under heating.

こうした単純な浸療法では陽イオンの種類によってある
程度の交換は行なわれるが、次に述べるような諸欠点が
ある。第1はこれ等腸イオンの水和特性に関係するもの
で、K+のようなアルカリ元素、母2十のようなアルカ
リ士類元素においては水溶液中において相当に水和し、
それによって水和水を伴ったイオン交換が行なわれるが
、この水和水は層間において複雑な結合をし、単純なる
金属の水酸化物形式のような水の他に、鉱物の結晶層間
で上下の酸素陰電荷面と水素結合で配位するような結合
水が形成されるものと考えられており、そして水酸化物
形式の水はおおむね300oo位の加熱で脱水するが、
結合水形式の水は550qo以上に加熱しないと脱水し
ない。
Although such a simple immersion method achieves a certain degree of exchange depending on the type of cation, it has the following drawbacks. The first is related to the hydration properties of these intestinal ions; alkaline elements such as K+ and alkaline elements such as 20 are considerably hydrated in aqueous solutions;
This results in ion exchange with water of hydration, which forms complex bonds between the layers and, in addition to water such as the simple metal hydroxide form, can move up and down between crystalline layers of minerals. It is thought that bound water is formed by coordinating with the oxygen negative charge surface of the hydrogen bond through hydrogen bonds, and water in the hydroxide form is dehydrated by heating to about 300 oo,
Bound water type water cannot be dehydrated unless heated to 550 qo or more.

このような高温度に加熱することは、成形品がセラミッ
クス化し脆弱性を帯びるおそれがある。第2のAg十、
Cu+、PM十、Sn2十、Zぜ+、AI3十、Sが十
、Bi3十のような金属イオンでは上記第1のような結
合水形式の水和は比較的起り難いが、Ag+を除いては
Mを金属、×を塩基とするときにMK=Mn++Xn‐
のような電離は殆んどしないで、加水分解して塩基の構
成元素を伴った鍔イオンとか沈澱物を生ずる通性がある
Heating to such a high temperature may cause the molded product to become ceramic and brittle. second Ag ten,
With metal ions such as Cu+, PM10, Sn20, Zze+, AI30, S10, and Bi30, hydration in the form of bound water as described in the first example above is relatively unlikely to occur, but with the exception of Ag+. When M is a metal and × is a base, MK=Mn++Xn-
There is almost no ionization, but it tends to hydrolyze to produce tsuba ions or precipitates with the constituent elements of the base.

その例を上げると次の化学式のようなものであ。ZnC
12十が20こZn(OH)2十班CIAIC13十が
20こAI(OH)3十犯CIBi(N03)3十が2
0こBi(OH)2N03十がN03SKI3十細20
:S肌l+がCI上記のように塩基構成元素を伴ってイ
オン交換されると乾燥脱水後の再水和性や絶縁特性に悪
影響を及ぼすことになる。
An example of this would be the following chemical formula. ZnC
120 is 20 Zn (OH) 20 squad CIAIC 130 is 20 AI (OH) 30 criminal CIBi (N03) 30 is 2
0ko Bi (OH) 2N03 10 ga N03SKI3 10 thin 20
: If S skin l+ is ion-exchanged with base constituent elements as described above, it will have an adverse effect on the rehydration properties and insulation properties after drying and dehydration.

そこで加水分解を防ぐためそれぞれに塩と同系の酸を添
加すると、次の例のように金属イオンは水和した形で解
離する。〔Ag(OH2)〕十、〔Cu(OH2)4〕
2十、〔Zn(OH2)6〕2十、〔Pb(0比)6〕
2十、〔N(OH2)6〕3十、〔Bj(〇日2)5〕
3十、〔Sb(〇日2)6〕3十解離した金属の水和し
たイオンはイオン交換において有効なものであるが、一
方で強酸質の酸が比較的大量に生成されるので、この酸
が鉱物と反応してその組成を侵すことになり、所期の目
的は達成されない。また弱酸との塩は一般に電離度が極
めて小さいのでイオン交換能が乏しくなる。この発明は
以上のような従来の方法における欠点を改めるため、電
気化学的な方法により殆んど完全な耐水性とすぐれた絶
縁特性を成形物に附与するもので、この発明においては
電気分解によって交換イオンを供給すること、すなわち
交換する金属イオン例えばAg+、Cu+、Z〆+、S
n2十、Pぜ+、AI3十、Sが十、Bi3十等の金属
イオンを生ずる高純度金属を陰極及び陽極に使用するか
、陽極にこれ等の金属を使用し陰極の黒鉛質のような電
離性のほとんどない物質を使用して交換イオンの供給を
行なう。電極を対向配置した電解槽に、層状構造物のコ
ロイドを重量で1〜5%含有する濃度で注入し、これに
弱酸性の有機酸たとえば酢酸、袴酸、蟻酸等を添加して
pH3〜6の範囲に調整する。
Therefore, when an acid of the same type as the salt is added to each to prevent hydrolysis, the metal ions dissociate in a hydrated form, as shown in the following example. [Ag(OH2)] 10, [Cu(OH2)4]
20, [Zn (OH2) 6] 20, [Pb (0 ratio) 6]
20, [N(OH2)6] 30, [Bj (XX day 2) 5]
30, [Sb (〇日2)6] 30 The hydrated ions of dissociated metals are effective in ion exchange, but on the other hand, strong acids are produced in relatively large quantities, so this The acid will react with the mineral and attack its composition, defeating the intended purpose. Furthermore, salts with weak acids generally have an extremely low degree of ionization, resulting in poor ion exchange ability. This invention aims to improve the drawbacks of the conventional methods as described above by imparting almost complete water resistance and excellent insulation properties to molded products by an electrochemical method. supplying exchange ions, i.e. metal ions to be exchanged, e.g. Ag+, Cu+, Z〆+, S
High-purity metals that produce metal ions such as n20, Pze+, AI30, S10, Bi30, etc. are used for the cathode and anode, or these metals are used for the anode and graphite for the cathode is used. Exchange ions are supplied using a substance with almost no ionizability. A colloid of the layered structure is injected into an electrolytic cell in which electrodes are arranged facing each other at a concentration of 1 to 5% by weight, and a weakly acidic organic acid such as acetic acid, Hakama acid, formic acid, etc. is added thereto to adjust the pH to 3 to 6. Adjust to the range of

この場合pHの調整が必要とされる理由は、金属イオン
は水中において水和した形で存在するが、両性を呈する
ものが多く、酸性においては正に、アルカリ性において
は負に帯電するものであるから、この発明においては正
に帯電した金属イオンを必要とするもので、PH3〜6
の範囲において上記した金属イオンはそれぞれ有効な正
に帯電した水和イオンとして存在する。電極をそれぞれ
直流電源に接続し、電圧100〜300V、電流密度l
owA/の〜50肌A/ので電解操作を行う。
The reason why it is necessary to adjust the pH in this case is that metal ions exist in hydrated form in water, but many of them exhibit amphoteric properties, and are positively charged in acidic conditions and negatively charged in alkaline conditions. Therefore, this invention requires positively charged metal ions, with a pH of 3 to 6.
Each of the metal ions mentioned above exists as an effective positively charged hydrated ion. Each electrode was connected to a DC power source, with a voltage of 100 to 300 V and a current density of l.
Electrolytic operation is performed at owA/~50 skin A/.

この操作により陽極により金属は溶出してそれぞれ上記
の水和した金属イオンとなって電解液中に供給され、N
a、またはLiイオンと酸化還元電位が貴であることと
、ホフマィスターの吸着序列(Li+は最下位で次にN
がであり他のイオンは全て上位となる)による交換とで
NaまたはLiをNa+またはLi+に解離する。電解
操作の進行にしたがってpHが変化するから、常に有機
酸の添加によりpHが1〜6の範囲を維持するように操
作を続行する。無機酸のHC1、HN03、日2S04
等を使用してもよいが、pHI以上にしないと層状構造
物を侵すので注意しなければならない。また電解質の存
在により無機質コロイドは凝析を起すから槽内を損拝す
る。このようにして30分〜60分間の電解によりコロ
イドの層状構造物中のNa、及びLiは金属イオンとほ
とんど完全に交換される。操作終了時コロイドはゾル状
に近いゆるに凝集体の分散した状態を呈している。この
分散凝集物を吸引波過器により水分を吸引櫨過し、つい
で櫨過器上部より水を注入し吸引しながら洗浄を行い、
凝集体よりNa十またはLi十と添加した酸を分離除去
する。洗浄液により除去すべき物質の検出がなくなるま
で洗浄を行ったのち、凝集体を水中に5%程度の含有率
で添加し、超音波(2雛C)により振動を加えると、凝
集体は水中に再び分散してチンダル(T肌舷11)現象
を呈してコロイドを形成するので、得られたコロイドを
使用してシート等の成形品を室温〜10000までの乾
燥温度で緩徐に1次乾燥したのち、100〜300o0
おし、て2次乾燥を行ったものはほとんど完全に水分が
除去され、また絶縁抵抗は5000MO〜的の数値を示
している。このようにこの発明においては、コロイドの
構成成分である無機質層状構造物を分解するような強酸
質の存在はなく、またイオン交換に必要な腸イオンは充
分解離供給されるから、イオン交換は極めて順調に行な
われる。電解にあたり、当然金属イオンは交換に必要な
以上に過剰に供給される類同はあるが、この過剰分が成
形物に残留しても乾燥によって化学的に安定した酸化物
を形成し、このような酸化物は、電気的に絶縁性である
ばかりでなく再水和もしないので、その成形品の耐水性
と絶縁性を阻害することはない。かくして得られたフィ
ルム等のような成形物は耐水性が向上した耐熱性の電気
絶縁材料である。
Through this operation, metals are eluted by the anode and are supplied into the electrolyte as the above-mentioned hydrated metal ions, and N
a, or the Li ion and the noble redox potential, and the Hoffmeister adsorption order (Li+ is the lowest and then N
and all other ions are in the upper position), and Na or Li is dissociated into Na+ or Li+. Since the pH changes as the electrolytic operation progresses, the operation is continued so that the pH is always maintained in the range of 1 to 6 by adding an organic acid. Inorganic acids HC1, HN03, H2S04
etc. may be used, but care must be taken as the layered structure will be attacked unless the pH is exceeded. In addition, the presence of electrolyte causes the inorganic colloid to coagulate, causing damage inside the tank. In this manner, Na and Li in the colloidal layered structure are almost completely exchanged with metal ions by electrolysis for 30 to 60 minutes. At the end of the operation, the colloid exhibits a loosely dispersed aggregate state similar to a sol. This dispersed aggregate is filtered by suction using a suction waver, and then water is injected from the top of the filter and washed while suctioning.
Na 10 or Li 10 and the added acid are separated and removed from the aggregate. After washing with the cleaning solution until no substances to be removed are detected, the aggregates are added to the water at a content of about 5%, and when vibration is applied using ultrasonic waves (2 Hina C), the aggregates disappear into the water. Since it is dispersed again and exhibits the Tyndall (T skinboard 11) phenomenon to form a colloid, the obtained colloid is used to slowly primary dry a molded product such as a sheet at a drying temperature of room temperature to 10,000 ℃. , 100~300o0
After secondary drying, moisture was almost completely removed, and the insulation resistance showed a value of 5000 MO~. In this way, in this invention, there is no strong acid that would decompose the inorganic layered structure that is a component of the colloid, and the intestinal ions necessary for ion exchange are sufficiently decomposed and supplied, so ion exchange is extremely effective. It's going smoothly. During electrolysis, metal ions are naturally supplied in excess of what is needed for exchange, but even if this excess remains in the molded product, it will dry to form a chemically stable oxide, and such The oxide is not only electrically insulating but also does not rehydrate, so it does not impair the water resistance and insulation properties of the molded product. The thus obtained molded product, such as a film, is a heat-resistant electrically insulating material with improved water resistance.

この発明をさらに発展させたものは電気透析の利用であ
る。この方法を実施するための耐薬品性を具えた電解槽
は層状構造物微粒子が通過しない程度の連絡気孔をもつ
ムラィト質セラミック隔膜で陽極室、コロイド質、陰極
室の順に3室に区劃され、電極は陰極に黒鉛質または陽
極と同質の金属、陽極には所望する金属イオンと同一の
金属を使用する。陽極室と陰極室にはそれぞれ蒸溜水が
注入され、コロイド室にはコロイド含有量2〜5%の濃
度で有機酸によりpH3〜5に調整されたコロイド水溶
液が注入される。コロイド室においては操作中蝿枠を続
け、電圧50〜200V、電流密度20肌A/c椎〜1
00mA/c髭で通電するが、操作中陽極室、陰極室に
は、一方で吸引排水し、他方で注入を行う。この操作に
おいてコロイドに起こる化学反応を説明すると、先づ陽
極より水和金属イオンが溶出し、これが隔膜を透通して
コロイド室に入って蝿拝され、緩除な運動をしている層
状構造物と遭遇してイオン交換が行なわれる。解離され
たNがまたはLi+はその電荷が正であるから隔膜を透
過し陰極に電気吸引される。上記したところが主要なイ
オン交換反応であるが、同時に透析も一種の電解反応で
あるから、添加した有機酸解離の(日30)十およびイ
オン交換に寄与しなかった過剰な金属イオンは陰極に電
気吸引されてそれぞれ排水とともに排出される。
A further development of this invention is the use of electrodialysis. The chemically resistant electrolytic cell used to carry out this method is divided into three chambers in the order of an anode chamber, a colloid chamber, and a cathode chamber using a mullite ceramic diaphragm having communicating pores that prevent fine particles from passing through. The electrode uses graphite or the same metal as the anode for the cathode, and the same metal as the desired metal ion for the anode. Distilled water is injected into the anode chamber and cathode chamber, respectively, and an aqueous colloid solution having a colloid content of 2 to 5% and adjusted to pH 3 to 5 with an organic acid is injected into the colloid chamber. In the colloid chamber, the fly frame was maintained during the operation, voltage 50-200V, current density 20 skin A/c vertebrae ~ 1
During operation, the anode chamber and cathode chamber are suctioned and drained from one side, and injected from the other. To explain the chemical reaction that occurs in the colloid during this operation, first, hydrated metal ions are eluted from the anode, penetrate the diaphragm, enter the colloid chamber, and are absorbed, creating a layered structure that moves slowly. ion exchange takes place. Since the dissociated N or Li+ has a positive charge, it passes through the diaphragm and is electrically attracted to the cathode. The above is the main ion exchange reaction, but at the same time, dialysis is also a type of electrolytic reaction, so the added organic acid dissociation (day 30) and excess metal ions that did not contribute to ion exchange are transferred to the cathode. They are sucked in and discharged together with waste water.

有機酸の添加によりpHを3〜5に調整しながら、陰極
室の溶中よりNがまたはLi+の検出がなくなるまで、
この条件で操作を続行する。さらに上記電気透析におい
て陽陰に注入した蒸溜水が隔膜を透過し、コロイド室を
経て陽極室に移動することも独特な現象の一つである。
NatまたはLi+の検出が無くなってからは、pHの
調整を停止し、電流密度を10〜20仇A/の程度に制
限して自然にpH値がほぼ7.0に変化するまで操作を
行なう。この時点においてはコロイド室にな不必要なN
a十またはLi+、有機醸成分などは殆んど除去されて
おり、そこにはイオン交換を完了したコロイドと徴量の
過剰水和金属イオンとが存在する。このように電気透析
手段の採用によりコロイドの精製が同時に行なわれるわ
けで、この精製コロイド原料として造られた乾燥成形物
の耐水性ならびに電気絶縁特性は後記するように極めて
優秀である。次にこの発明の実施例を示す。
While adjusting the pH to 3 to 5 by adding an organic acid, until no N or Li+ is detected in the solution in the cathode chamber,
Continue the operation under these conditions. Furthermore, one of the unique phenomena in the above-mentioned electrodialysis is that the distilled water injected into the anode and anode passes through the diaphragm and moves to the anode chamber via the colloid chamber.
Once Nat or Li+ is no longer detected, the pH adjustment is stopped, the current density is limited to about 10-20 A/d, and the operation is continued until the pH value naturally changes to approximately 7.0. At this point, there is no unnecessary N in the colloid chamber.
Almost all of A+ or Li+, organic brewing components, etc. are removed, and colloids that have undergone ion exchange and a certain amount of excess hydrated metal ions are present. In this way, by employing electrodialysis means, the colloid is purified at the same time, and the dried molded product made from this purified colloid raw material has extremely excellent water resistance and electrical insulation properties, as will be described later. Next, examples of this invention will be shown.

例1 電極として陰極に、黒鉛角形電極(10×7×15仇岬
)、陽極に必要とする下表に示す金属角形電極(純度9
9.8%以上、10×2×150肌)を使用し、250
×230×28仇吻のガラス槽内に面間距離200肋で
対向配置し、無機質層状構造物としてA:天然産ペント
ナィト(Ca分0.54%、K分0.06%、Na分1
.56%)、B:ナトリウム四けし、素雲母(Na分6
.0%)、C:リチウムモンモリロナイト(Li分4.
1%)の各成分3%含有のコ。
Example 1 As an electrode, a graphite square electrode (10 x 7
9.8% or more, 10 x 2 x 150 skin), 250
A: Naturally produced pentonite (Ca content 0.54%, K content 0.06%, Na content 1
.. 56%), B: Sodium chloride, mica (Na content 6
.. 0%), C: Lithium montmorillonite (Li content 4.
1%) containing 3% of each component.

ィド液を惨酸でpH2〜4に調整しながら直流により電
圧60〜150V、電流密度20肌A/の〜100肌A
′仇の条件により通電してイオン交換を行った。イオン
交換終了後水洗により不純物を除去してイオン交換の施
されたコロイドを得た。このコロイドから流し込み展延
法で肉厚0.1側(肉厚)で30肋×50側のフィルム
を造り、250午0に乾燥して試料をそれぞれ5枚作製
した。湿度(RH90%)の大気中に1時間放置後の吸
湿量を化学天秤により、アルカリ残溜分を炎光比色計そ
の他により化学分析し、絶縁抵抗をメガテスターにより
測定した結果の平均値は下記の通りである。陽極 成分
別 アルカリイオ 再吸湿量 絶縁抵抗材質 資 料
ン残留量燐 鰍) (MQ)Ag A Na
o.05 十0.9 8000B Na〇,。
While adjusting the pH of the solution to 2 to 4 with acid, apply direct current to a voltage of 60 to 150 V and a current density of 20 to 100 skin A.
'Ion exchange was performed by applying current under the specified conditions. After the ion exchange was completed, impurities were removed by washing with water to obtain an ion exchanged colloid. Films of 30 ribs x 50 sides with a wall thickness of 0.1 (thickness) were made from this colloid by a pouring and spreading method, and dried at 250:00 to prepare 5 samples each. The average value of the results of the moisture absorption after being left in a humid atmosphere (RH90%) for 1 hour using a chemical balance, the alkaline residue chemically analyzed using a flame colorimeter, etc., and the insulation resistance being measured using a mega tester is It is as follows. Anode By component Alkaline iodine Reabsorption amount Insulation resistance material Data
(MQ) Ag A Na
o. 05 10.9 8000B Na〇,.

8 十〇,3 のC Lj 〇,05
十〇,8 のCu A Nao.08
十0.5 5000B Nao.12 十0
.5 5000C Li o.18 十1.1
5000Pb A Nao.05 十1.
5B Na〇,05 十0,8 のC
+0,8 のZn A
Na o.15 十1.7 5000B
Nao.15 十1.5 5000C Li
o.18 十1.7 5000Sn A
Nao.14 十1.8 5000陽極 成分別
アルカリイオ 再吸湿量 絶縁抵抗材質 資 料 ン残
留量協 鰍) (MQ)B Nao.18 十
1.8 8000C Li o.20 十1.
9 8000Sb A Nao.1 十
1.5 5000B Na0.05 十0.7
のC Li o.1 十1.0
のBi A Nao.12 十1.5 5
000B Nao.05 十0.8C Li
〇,1 十1,2 の例2250×200
×4物帆のガラス槽内に肉厚7肋のムラィト質セラミッ
ク隔膜板(気孔率40%)を両端よりlow岬の位置に
クロロプレン系接着剤でカラス壁に密着して取り付け、
電極間隔を面間距離250肋で配置した電気透析装置を
設定した。
8 10,3 CLj 0,05
10,8 Cu A Nao. 08
10.5 5000B Nao. 12 ten
.. 5 5000C Li o. 18 11.1
5000Pb A Nao. 05 11.
5B Na〇,05 10,8 C
+0.8 Zn A
Na o. 15 11.7 5000B
Nao. 15 11.5 5000C Li
o. 18 11.7 5000Sn A
Nao. 14 11.8 5000 anodes by component
Alkali ion Reabsorption amount Insulation resistance material Material Residual amount cooperation (MQ)B Nao. 18 11.8 8000C Li o. 20 11.
9 8000Sb A Nao. 1 11.5 5000B Na0.05 10.7
C Li o. 1 11.0
Bi A Nao. 12 11.5 5
000B Nao. 05 10.8C Li
Example of 〇,1 11,2 2250×200
A mullite ceramic diaphragm plate (40% porosity) with a wall thickness of 7 ribs was installed in the glass tank of the x4 monorail at the low cape position from both ends, tightly attached to the glass wall using chloroprene adhesive.
An electrodialysis apparatus was set up in which the electrodes were arranged at an inter-plane distance of 250 ribs.

陽極材質はAg、Pb、Znをそれぞれ使用し、電極組
合せ、使用コロイド、通電条件、試験方法は実施例1と
同様にして電解を行なった結果は下記の通りである。陽
極 成分別 アルカリイオ 再吸湿量 絶縁抵抗材質
資 料 ン残留量鰍 (%) (MQ)Ag A
Nao.06 十1.2 8000B
Nao.1 十0.8C Lj 。
Ag, Pb, and Zn were used as anode materials, and electrolysis was performed using the same electrode combination, colloid used, current conditions, and test method as in Example 1. The results are as follows. Anode By component Alkaline iodine Reabsorption amount Insulation resistance material
Data Residual amount (%) (MQ)Ag A
Nao. 06 11.2 8000B
Nao. 1 0.8C Lj.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 リチウムイオンまたはナトリウムイオンを層間に配
位するかまたは粒子表面に吸着しているイオン交換能を
有する水和性の天然または合成の層状構造鉱物の無機質
コロイド粒子を、前記イオンと交換すべきAg、Cu、
Zn、Mg、Sn、Pb、Fe、Al、Sb、Biから
選ばれる金属と同質の金属を陽極として無機質コロイド
を酸性に保ちながら電解によりイオン交換し、次いでそ
の無機質コロイドを成形し、乾燥することを特徴とする
成形物の製造法。
1. Inorganic colloidal particles of a hydrated natural or synthetic layered structure mineral having ion exchange ability in which lithium ions or sodium ions are coordinated between the layers or adsorbed on the particle surface, and Ag to be exchanged with the ions. , Cu,
Ion exchange is performed by electrolysis while keeping the inorganic colloid acidic using a metal of the same quality as a metal selected from Zn, Mg, Sn, Pb, Fe, Al, Sb, and Bi as an anode, and then the inorganic colloid is shaped and dried. A method for manufacturing a molded article characterized by:
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