JPS62123079A

JPS62123079A - 無機層状多孔体の製法

Info

Publication number: JPS62123079A
Application number: JP26170785A
Authority: JP
Inventors: 平尾　正三; 勝横山; 隆岸本; 孝一高濱
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1987-06-04

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。

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調法に関
する。

〔背景技術〕

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）。

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
もあまりすぐれて蝉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。

（発明の目的）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。

〔発明の開示〕

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に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（とも一方を反応させたの
ち、この混合物にコロイド状無機化合物を添加混合して
前記膨潤性化合物の層間に挿入し、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。

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。図中、５は、陽
イオン性無機化合物あるいは金属アルコラートが変化し
た酸化物である。

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フッ素四ケイ素雲母）
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。

無機化合物としては、コロイド状無機化合物たるＳｉｎ
、、５ｂ２０３．Ｆｅｚ　Ｏ，、Ａｔ２０３およびＺｒ
０ｚ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　ｉ
Ｃ１４などのチタン系化合物、Ｚｒ０Ｃ１□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、Ｓ　ｉ　（ＯＲ）４　、ＴＩ　　（ＯＲ）４
　、Ｚｒ　（ＯＲ）ａ　、ＰＯ（ＯＲ）３　、Ｂ　（Ｏ
Ｒ）３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１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
。

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Ａ、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Ｍ
）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。この膨潤した膨潤
性化合物に陽イオン性無機化合物あるいは金属アルコラ
ートを単独または併せて添加し、混合して反応させる。

この反応により層間の電荷が中和される。つぎに、コロ
イド状無機化合物を添加し混合することにより、第４図
に示すように層状化合物の層１．１間に挿入する。前述
のように、眉間の電荷が中和されているので、コロイド
状無機化合物は、挿入されやすくなっている。混合時の
温度は３０〜９０℃の範囲、特に６０℃前後で行うこと
が望ましい。第４図中、５′は陽イオン性化合物あるい
は金属アルコラートである。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。この焼成によって陽イオン性
無機化合物あるいは金属アルコラートは酸化物に変化す
るようになっている。

この発明において、陽イオン性無機化合物あるいは金属
アルコラートの添加は、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。しがしながら、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）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（４１製、クニピアＦ）を用い、これを水で膨
潤させる。これに陽イオン性無機化合物として塩化チタ
ン（牛丼化学薬品（＋１Ｊ製、特級）２５重量％水溶液
を添加混合して反応させる。つぎに、コロイド状無機化
合物としてコロイダルシリカ（日産化学工業Ｇ＠製、ス
ノーテックスＸｓ。

平均粒径５０人）２０重量％溶液を添加し、６０°Ｃで
混合反応させた。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
温度で熱風乾燥行った。これを４５０〜５００℃で焼成
し、無機層状多孔体からなる厚み３龍の板状成形体試料
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。

（実施例２）塩化チタンのかわりに金属アルコラートとしてのＴ　ｉ
　　（ＯＣｚ　Ｈｖ　）　ａ　　（チタン酸テトライソ
プロピル）を使用した以外は、実施例と同様にして成形
体試料を得た。ただしＴ　ｉ　　（ＯＣ３Ｈ？　）　ａ
は、あらかじめ２Ｎ−ＨＣＩを重量比でＴｉ（ＯＣａｌ
　１７　）　４　　：　２Ｎ　　ＨＣＩ＝１４　：　１
の割合で配合したものを用いた。

（実施例３）塩化チタンのかわりに別の陽イオン性無機化合物として
のＺ　ｒ　ＯＣｌ　ｚを使用した以外は、実施例１と同
様にして成形体試料を得た。

（実施例４）無機層状化合物としてのＮａ−モンモリロナイトのかわ
りに合成雲母（１−ピー工業（構製ダイモナイＩ−ＨＧ
）を用いた以外は、実施例１と同様にして成形体試料を
得た。

（実施例５）コロイド状無機化合物としてのコロイダルシリカのかわ
りに酸化アンチモンゾル（日産化学工業（４１）製試作
品１粒径１００人）を用いた以外は、実施例１と同様に
して成形体試料を得た。

（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（可成化学（横裂アル
コックスＥ７５、平均分子１１５０万〜２２０万）およ
び水とともに７０℃で４０分間混合した。この？昆合物
をヘラなどで板状に配合させ乾燥後、４００’Ｃ，２時
間の焼成を行い、板状成形体試料を得た。

なお、ｌＮａ−モンモリロナイト、水７　コロイダルシ
リカ、ポリエチレンオギサイドの配合比は、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（比較例
１）、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
弐によって得られる。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。窒素吸着装置はカンタクロー
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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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コロイ
ド状無機化合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・・・無機化合物　３・・・空隙
代理人　弁理士　　松　木　武　彦第１図第２図第５図円巨糸六ネ市正：マ本）（自り昭和６１年　１月１７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）膨潤させた膨潤性層状化合物に陽イオン性無機化
合物および金属アルコラートのうちの少なくとも一方を
混合し反応させたのち、この混合物にコロイド状無機化
合物を添加混合して前記膨潤性化合物の層間に挿入し、
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）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４項の
いずれかに記載の無機層状多孔体の製法。
（６）空隙が３０〜６００Å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）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６項のいずれかに記載の無機層状多孔体の
製法。