JPS62119182A - 無機層状多孔体の製法 - Google Patents
無機層状多孔体の製法Info
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- JPS62119182A JPS62119182A JP25720785A JP25720785A JPS62119182A JP S62119182 A JPS62119182 A JP S62119182A JP 25720785 A JP25720785 A JP 25720785A JP 25720785 A JP25720785 A JP 25720785A JP S62119182 A JPS62119182 A JP S62119182A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、断熱性に優れた無機層状多孔体の製法に関
する。
する。
空隙を有する層状多孔体として、膨潤性層状化合物の層
間に水酸化物等の異種物質を挿入反応させたインターカ
レーション物質がある（たとえば、特開昭５４−５８８
４号公報および特開昭５４−１６３８６号公報参照）。
間に水酸化物等の異種物質を挿入反応させたインターカ
レーション物質がある（たとえば、特開昭５４−５８８
４号公報および特開昭５４−１６３８６号公報参照）。
ところが、このものは、層間距離が１０Å以下と小さい
ため、吸着水の影響を受けやすく、また、断熱性の点で
もあまりすぐれているとはいえないものである。
ため、吸着水の影響を受けやすく、また、断熱性の点で
もあまりすぐれているとはいえないものである。
これに対し、微細多孔質粘土材料として、スメクタイト
型鉱物に水溶性高分子化合物を混合したものを使用し、
それに、陽イオン性酸化物あるいは重合体状シリカをイ
ンターカレーションすることが、特開昭６０−１３１８
７８号公報、特開昭６０−１３７８１２号公報、特開昭
６０−１３７８１３号公報、特開昭６０−１５５５２６
号公報、ならびに、特開昭６０−１６６２１７号公報等
に示されている。これらの方法によれば、層間距離を先
述のインターカレーション物質の場合の１０Å以下から
、３０人程度にまで拡げることができる。しかしながら
、この方法によって形成された層状多孔体では、前述し
たように層間距離を３０人程度にまで拡げることができ
ても、その空隙内に水分が吸着されやすいため、この水
分の吸着による各層間の熱的な短絡が発生することがさ
けられず、熱物性の向上が期待できない。
型鉱物に水溶性高分子化合物を混合したものを使用し、
それに、陽イオン性酸化物あるいは重合体状シリカをイ
ンターカレーションすることが、特開昭６０−１３１８
７８号公報、特開昭６０−１３７８１２号公報、特開昭
６０−１３７８１３号公報、特開昭６０−１５５５２６
号公報、ならびに、特開昭６０−１６６２１７号公報等
に示されている。これらの方法によれば、層間距離を先
述のインターカレーション物質の場合の１０Å以下から
、３０人程度にまで拡げることができる。しかしながら
、この方法によって形成された層状多孔体では、前述し
たように層間距離を３０人程度にまで拡げることができ
ても、その空隙内に水分が吸着されやすいため、この水
分の吸着による各層間の熱的な短絡が発生することがさ
けられず、熱物性の向上が期待できない。
この発明は、このような現状に鑑みて、層間に比較的大
きな空隙を有して断熱効果に優れた無機層状多孔体の製
法を提供するものである。
きな空隙を有して断熱効果に優れた無機層状多孔体の製
法を提供するものである。
この発明は、このような目的を達成するために、膨潤さ
せた膨潤性層状化合物の層間に、コロイド状無機化合物
と陽イオン性無機化合物および金属アルコラートのうち
の少なくとも一方とを反応させて得られる反応物を挿入
し、乾燥を行って前記層間に微細な空隙を形成するよう
にする無機層状多孔体の製法を要旨とする。
せた膨潤性層状化合物の層間に、コロイド状無機化合物
と陽イオン性無機化合物および金属アルコラートのうち
の少なくとも一方とを反応させて得られる反応物を挿入
し、乾燥を行って前記層間に微細な空隙を形成するよう
にする無機層状多孔体の製法を要旨とする。
以下に、この発明を、その１実施例を表す図面を参照し
ながら詳しく説明する。
ながら詳しく説明する。
構造を模式化してあられした第１図にみるように、この
発明の無機層状多孔体の製法によって得られる無機層状
多孔体Ａは、無機層状化合物の層１．１間に、無機化合
物２が挿入固定されている。そのため、その層間の空隙
３が３０〜６００人に保持されている。
発明の無機層状多孔体の製法によって得られる無機層状
多孔体Ａは、無機層状化合物の層１．１間に、無機化合
物２が挿入固定されている。そのため、その層間の空隙
３が３０〜６００人に保持されている。
膨潤性層状化合物としては、Ｎａ−モンモリロナイト、
Ｃａ−モンモリロナイト、酸性白土、３−八面体合
成スメクタイトおよび合成雲母（Ｎａフッ素素子ケイ素
雲母等が挙げられるが、膨潤性層状化合物でありさえす
れば、これらに限られるものではない。Ｃａ−モンモリ
ロナイトおよび酸性白土等のような膨潤性層状化合物を
主材として用いる場合には、強い剪断力を加えないと膨
潤しにくいので、膨潤時は混練する必要がある。
Ｃａ−モンモリロナイト、酸性白土、３−八面体合
成スメクタイトおよび合成雲母（Ｎａフッ素素子ケイ素
雲母等が挙げられるが、膨潤性層状化合物でありさえす
れば、これらに限られるものではない。Ｃａ−モンモリ
ロナイトおよび酸性白土等のような膨潤性層状化合物を
主材として用いる場合には、強い剪断力を加えないと膨
潤しにくいので、膨潤時は混練する必要がある。
無機化合物となる反応物としては、コロイド状無機化合
物に、陽イオン性無機化合物あるいは金属アルコラート
を反応させたものが用いられる。
物に、陽イオン性無機化合物あるいは金属アルコラート
を反応させたものが用いられる。
コロイド状無機化合物としては、ＳｉＯ２，Ｓｂ２０３
＋ Ｆ ｅｔ ０３ ＋ Ａ ’２０’３およびＺｒ
Ｏ２などが挙げられ、これらが単独で、あるいは、複数
で用いられる。陽イオン性無機化合物としては％ Ｔ
ｓ Ｃｌ ４などのチタン系化合物、ＺｒＯＣｌ２など
のジルコニウム系化合物、ハフニウム系化合物、リン系
化合物、ホウ素系化合物などが挙げられる。金属アルコ
ラートとしては、Ｓｉ（ＯＲ）４ 、Ｔｉ （ＯＲ）
４ ＋Ｚｒ （ＯＲ）４ ＋ＰＯ（ＯＲ）３、Ｂ （
ＯＲ）ｉなどが挙げられる。これらが単独であるいは複
数で用いられる。
＋ Ｆ ｅｔ ０３ ＋ Ａ ’２０’３およびＺｒ
Ｏ２などが挙げられ、これらが単独で、あるいは、複数
で用いられる。陽イオン性無機化合物としては％ Ｔ
ｓ Ｃｌ ４などのチタン系化合物、ＺｒＯＣｌ２など
のジルコニウム系化合物、ハフニウム系化合物、リン系
化合物、ホウ素系化合物などが挙げられる。金属アルコ
ラートとしては、Ｓｉ（ＯＲ）４ 、Ｔｉ （ＯＲ）
４ ＋Ｚｒ （ＯＲ）４ ＋ＰＯ（ＯＲ）３、Ｂ （
ＯＲ）ｉなどが挙げられる。これらが単独であるいは複
数で用いられる。
つぎに、この無機層状多孔体の製法について、そのｌ実
施例を模式化して表した図面に基づいて詳しく説明する
。
施例を模式化して表した図面に基づいて詳しく説明する
。
膨潤性粘土鉱物のような物質は、第２図に示すように、
膨潤性層状化合物Ａ１の集まりでできている。主材たる
この化合物Ａ、を水などの溶媒と混合（必要に応じ混練
）して、第３図にみるように、層１，１間に溶媒４を含
ませてあらかじめ膨潤させておく。溶媒としては、一般
に水が用いられるが、それ以外の極性溶媒、たとえば、
メタノール、ＤＭＦ、ＤＭＳＯを単独で、あるいは、混
合して用いるようにしても構わない。つぎに、コロイド
状無機化合物と、陽イオン性無機化合物または金属アル
コラートとを反応させる。この反応によって、陽イオン
性無機化合物または金属アルコラート中の陽イオンによ
り表面が正電荷に帯電した反応物２′が得られる。場合
によっては、コロイド状無機化合物のｐｉを調整してｐ
Ｈ２前後にしておく。そうすると、コロイド状無機化合
物を有効に単分散させるために添加されている７’Ｊａ
ゝイオンなどとコロイド状無機化合物との結びつきが弱
まり、さらに、上記の反応が促進されるようになる。こ
うしてできた反応物２′をあらかじめ膨潤させておいた
膨潤性層状化合物と混合して、第４図に示すように層状
化合物の層１．１間に挿入する。この挿入によって、反
応物２′の表面正電荷が層１．１間のＮａ゛などの陽イ
オンとイオン交換して層１表面のマイナス部分と電気的
に結合して、層１．１間を押し広げたまま保持すること
ができると考えられる。混合時の温度は３０〜９０℃の
範囲、特に７０℃前後で行うことが望ましい。この混合
物を遠心分離して脱水を行ったのち、第５図にみるよう
に、ヘラなどで板状に配向させる。
膨潤性層状化合物Ａ１の集まりでできている。主材たる
この化合物Ａ、を水などの溶媒と混合（必要に応じ混練
）して、第３図にみるように、層１，１間に溶媒４を含
ませてあらかじめ膨潤させておく。溶媒としては、一般
に水が用いられるが、それ以外の極性溶媒、たとえば、
メタノール、ＤＭＦ、ＤＭＳＯを単独で、あるいは、混
合して用いるようにしても構わない。つぎに、コロイド
状無機化合物と、陽イオン性無機化合物または金属アル
コラートとを反応させる。この反応によって、陽イオン
性無機化合物または金属アルコラート中の陽イオンによ
り表面が正電荷に帯電した反応物２′が得られる。場合
によっては、コロイド状無機化合物のｐｉを調整してｐ
Ｈ２前後にしておく。そうすると、コロイド状無機化合
物を有効に単分散させるために添加されている７’Ｊａ
ゝイオンなどとコロイド状無機化合物との結びつきが弱
まり、さらに、上記の反応が促進されるようになる。こ
うしてできた反応物２′をあらかじめ膨潤させておいた
膨潤性層状化合物と混合して、第４図に示すように層状
化合物の層１．１間に挿入する。この挿入によって、反
応物２′の表面正電荷が層１．１間のＮａ゛などの陽イ
オンとイオン交換して層１表面のマイナス部分と電気的
に結合して、層１．１間を押し広げたまま保持すること
ができると考えられる。混合時の温度は３０〜９０℃の
範囲、特に７０℃前後で行うことが望ましい。この混合
物を遠心分離して脱水を行ったのち、第５図にみるよう
に、ヘラなどで板状に配向させる。
この板状材を６０〜７０℃で熱して乾燥したのち、２０
０〜６００℃、好ましくは４５０〜５５０℃で焼成する
と、層間に無機化合物２が挿入された板状の無機層状多
孔体を得ることができる。
０〜６００℃、好ましくは４５０〜５５０℃で焼成する
と、層間に無機化合物２が挿入された板状の無機層状多
孔体を得ることができる。
この発明において、反応物２′の挿入は、膨潤性層状化
合物の膨潤と同時、すなわち膨潤性層状化合物を膨潤さ
せつつ行ってもよい。また、焼成をせず乾燥だけで成形
体を得るようにしても構わない。しかしながら、焼成ま
で行う方が構造の安定が得られるので好ましい。
合物の膨潤と同時、すなわち膨潤性層状化合物を膨潤さ
せつつ行ってもよい。また、焼成をせず乾燥だけで成形
体を得るようにしても構わない。しかしながら、焼成ま
で行う方が構造の安定が得られるので好ましい。
つぎに、実施例を詳しく説明する。
（実施例１）
コロイド状無機化合物としてコロイダルシリカ（平均粒
径４０人、２０重量％水溶液）を用い、これに陽イオン
性無機化合物として塩化チタン（半井化学薬品■製特級
）４モル／１水溶液を反応させたのち、あらかじめ水で
膨潤させておいたＮａ−モンモリロナイト（クニミネ工
業側製りニピアＦ）に加え、約７０℃で混合反応させた
。その後、この混合物を遠心分離して水分を除去した。
径４０人、２０重量％水溶液）を用い、これに陽イオン
性無機化合物として塩化チタン（半井化学薬品■製特級
）４モル／１水溶液を反応させたのち、あらかじめ水で
膨潤させておいたＮａ−モンモリロナイト（クニミネ工
業側製りニピアＦ）に加え、約７０℃で混合反応させた
。その後、この混合物を遠心分離して水分を除去した。
この分離で得た固形物を配向させ６０〜７０℃の温度で
熱風乾燥を行った。これを４５０℃で２時−間焼成し、
無機層状多孔体からなる厚み３Ｂの板状成形体試料を得
た。
熱風乾燥を行った。これを４５０℃で２時−間焼成し、
無機層状多孔体からなる厚み３Ｂの板状成形体試料を得
た。
なお、Ｎａ−モンモリロナイト、水、コロイダルシリカ
、塩化チタンの配合比は、モル比で１ニア０００：１０
：１であった。
、塩化チタンの配合比は、モル比で１ニア０００：１０
：１であった。
（実施例２）
金属アルコラートとしてのＴ ｉ （ＯＣ３Ｈ？ ）
４ （チタン酸テトラ−１ｓｏプロピル）に２Ｎの塩酸
を重量比で１４：１の割合で添加したものを、塩化チタ
ンのかわりに用いるようにした以外は、実施例１と同様
の操作を行い、板状成形体試料を得た。
４ （チタン酸テトラ−１ｓｏプロピル）に２Ｎの塩酸
を重量比で１４：１の割合で添加したものを、塩化チタ
ンのかわりに用いるようにした以外は、実施例１と同様
の操作を行い、板状成形体試料を得た。
（実施例３）
実施例１において、ＨＣＩを添加してシリカゾルのｐＨ
を２に調整したのち塩化チタンを反応させるようにした
以外は、実施例１と同様の操作を行い、板状成形体試料
を得た。
を２に調整したのち塩化チタンを反応させるようにした
以外は、実施例１と同様の操作を行い、板状成形体試料
を得た。
（比較例１）
コロイド状無機化合物としてコロイダルシリカ（平均粒
度１３０人、２０重重量水溶液）を、膨潤性層状化合物
としてＮａ−モンモリロナイト（クニミネ工業■製りニ
ピアＦ）を、それぞれ使用し、これを水溶性高分子化合
物であるポリエチレンオキサイド（明成化学■製アルコ
ックスＥ７５、平均分子ｉ！１５０万〜２２０万）およ
び水とともに７０℃で４０分間混合した。この混合物を
ヘラなどで板状に配合させ乾燥後、４００℃、２時間の
焼成を行い、板状成形体試料を得た。
度１３０人、２０重重量水溶液）を、膨潤性層状化合物
としてＮａ−モンモリロナイト（クニミネ工業■製りニ
ピアＦ）を、それぞれ使用し、これを水溶性高分子化合
物であるポリエチレンオキサイド（明成化学■製アルコ
ックスＥ７５、平均分子ｉ！１５０万〜２２０万）およ
び水とともに７０℃で４０分間混合した。この混合物を
ヘラなどで板状に配合させ乾燥後、４００℃、２時間の
焼成を行い、板状成形体試料を得た。
なお、Ｎａ−モンモリロナイト水、コロイダルシリカ、
ポリエチレンオキサイドの配合比は、重量比で１：１０
：３：０．１であった。
ポリエチレンオキサイドの配合比は、重量比で１：１０
：３：０．１であった。
これら実施例で得られた成形体試料の開孔率。
層間距離、密度、熱伝導率を測定し、その結果を公知の
方法で得た無機層状多孔体からなる成形体試料、石膏ボ
ードおよび砂の成形体の３つの比較例の結果と併せて第
１表に示す。なお、開孔率はつぎのような式 によって得られる。比表面積は窒素吸着法におけるＢＥ
Ｔの方法、平均層間距離（細孔分布）は窒素吸着法にお
けるＣＩ法を用いて得た。窒素吸着ｉｔはカンタクロー
ム社のオートソーブ６を用いた。熱伝導測定は、キセノ
ンフラッシュ法による熱伝導率測定装置を用いた。
方法で得た無機層状多孔体からなる成形体試料、石膏ボ
ードおよび砂の成形体の３つの比較例の結果と併せて第
１表に示す。なお、開孔率はつぎのような式 によって得られる。比表面積は窒素吸着法におけるＢＥ
Ｔの方法、平均層間距離（細孔分布）は窒素吸着法にお
けるＣＩ法を用いて得た。窒素吸着ｉｔはカンタクロー
ム社のオートソーブ６を用いた。熱伝導測定は、キセノ
ンフラッシュ法による熱伝導率測定装置を用いた。
この発明の無機層状多孔体の製法は、以上のように構成
されているため、無機化合物によって全体の２５％以上
が層間隔を３０〜６００人の保持されて開孔率が２５％
以上になっており、低熱伝導率であって断熱材等に有用
な断熱性に非常にすぐれ、かつ、経年劣化も少ない無機
層状多孔体を確実に得ることができるようになる。
されているため、無機化合物によって全体の２５％以上
が層間隔を３０〜６００人の保持されて開孔率が２５％
以上になっており、低熱伝導率であって断熱材等に有用
な断熱性に非常にすぐれ、かつ、経年劣化も少ない無機
層状多孔体を確実に得ることができるようになる。
第１図は無機層状多孔体の模式的側面図、第２図は膨潤
性層状化合物の模式的側面図、第３図はその膨潤に至る
状態を説明する説明図、第４図は溶液中における反応物
の挿入途中の状態を説明する説明図、第５図は無機層状
多孔体を配向させ板状にした状態を説明する説明図であ
る。 Ａ・・・無機層状多孔体 Ａ１・・・膨潤性無機層状化
合物 １・・・層 ２′・・・反応物 ３・・・空隙代
理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図 第２図 第３図 ］ 第４図 第５図
性層状化合物の模式的側面図、第３図はその膨潤に至る
状態を説明する説明図、第４図は溶液中における反応物
の挿入途中の状態を説明する説明図、第５図は無機層状
多孔体を配向させ板状にした状態を説明する説明図であ
る。 Ａ・・・無機層状多孔体 Ａ１・・・膨潤性無機層状化
合物 １・・・層 ２′・・・反応物 ３・・・空隙代
理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図 第２図 第３図 ］ 第４図 第５図
Claims (8)
- （１）膨潤させた膨潤性層状化合物の層間に、コロイド
状無機化合物と陽イオン性無機化合物および金属アルコ
ラートのうちの少なくとも一方とを反応させて得られる
反応物を挿入し、乾燥を行って前記層間に微細な空隙を
形成するようにする無機層状多孔体の製法。 - （２）コロイド状無機化合物が、ＳｉＯ＿２、Ｓｂ＿２
Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ａｌ＿２Ｏ＿３およびＺｒＯ
＿２からなる群より選ばれた少なくとも１つである特許
請求の範囲第１項記載の無機層状多孔体の製法。 - （３）陽イオン性無機化合物がチタン系化合物、ジルコ
ニウム系化合物、ハフニウム系化合物、リン系化合物、
および、ホウ素系化合物からなる群より選ばれた少なく
とも１つの化合物である特許請求の範囲第１項または第
２項記載の無機層状多孔体の製法。 - （４）金属アルコラートが、Ｓｉ（ＯＲ）＿４、Ｔｉ（
ＯＲ）＿４、Ｚｒ（ＯＲ）＿４、ＰＯ（ＯＲ）＿３、お
よび、Ｂ（ＯＲ）＿３からなる群より選ばれた少なくと
も１つである特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載の無機層状多孔体の製法。 - （５）コロイド状無機化合物としてｐＨ調整されたもの
を使用する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かに記載の無機層状多孔体の製法。 - （６）膨潤性層状化合物が、Ｎａ−モンモリロナイト、
Ｃａ−モンモリロナイト、酸性白土、３−八面体合成ス
メクタイトおよび合成雲母からなる群より選ばれた少な
くとも１つである特許請求の範囲第１項ないし第５項の
いずれかに記載の無機層状多孔体の製法。 - （７）空隙が３０〜６００Åである特許請求の範囲第１
項ないし第６項のいずれかに記載の無機層状多孔体の製
法。 - （８）乾燥を行ったのち、焼成を行う特許請求の範囲第
１項ないし第７項のいずれかに記載の無機層状多孔体の
製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25720785A JPS62119182A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 無機層状多孔体の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25720785A JPS62119182A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 無機層状多孔体の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119182A true JPS62119182A (ja) | 1987-05-30 |
Family
ID=17303152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25720785A Pending JPS62119182A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 無機層状多孔体の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62119182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190776A (ja) * | 1987-02-03 | 1988-08-08 | 工業技術院長 | 層間架橋材の製造法 |
| JPS63230580A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | 工業技術院長 | 多孔体の製造方法 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25720785A patent/JPS62119182A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190776A (ja) * | 1987-02-03 | 1988-08-08 | 工業技術院長 | 層間架橋材の製造法 |
| JPS63230580A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | 工業技術院長 | 多孔体の製造方法 |
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