JPS62176968A

JPS62176968A - 無機層状多孔体の製法

Info

Publication number: JPS62176968A
Application number: JP1620586A
Authority: JP
Inventors: 孝一高濱; 平尾　正三; 勝横山; 隆岸本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-08-03

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製法に関
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眉
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。

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、層間距離を前
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、このような事情に鑑みて、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
法を提供することを目的としている。

〔発明の開示〕

このような目的を達成するために、この発明は、膨潤さ
せた膨潤性層状化合物の層間に、表面が第４級アンモニ
ウムイオンまたはアンモニウムイオンによって修飾され
たシリカゾルを挿入し、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実施例をあられす図面を参
照しつつ詳しく説明する。

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、シリカ２
が挿入固定されている。そのため、その眉間の空隙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、Ｎａ−ヘクトライト、Ｌｉ−ヘクトライト
、Ｎａ−テニオライトＬｉ−テニオライトおよび合成雲
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。

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、第４図に
みるように、シリカゾル５を第４級アンモニウムイオン
６で修飾する。つまり、シリカゾルは、通常マイナスチ
ャージに帯電していてＮａ”によって安定化されている
。このままでは、層ｌ、１間のマイナスチャージに反発
してＮ１，１間に入りにくい。これに、第４級アンモニ
ウム塩を加えると、Ｎａ”がＮＲ，”と置換され沈澱が
形成される。この沈澱を解膠させ第４級アンモニウムイ
オンで修飾してシリカゾルのマイナスチャージをやわら
げ層１，１間に入り易くする。なお、第４級アンモニウ
ムイオンとなる第４級アンモニウム塩としては、Ｎ　Ｃ
Ｃｔ　Ｈｓ　）　ａ　Ｃ１，Ｎ　（Ｃｚ　Ｈ８）４０Ｈ
，Ｎ　（ＣＨ３）４　Ｃ１，Ｎ　（ＣＨ３）４０Ｈなど
が挙げられる。また、ＮＨ４Ｃｌなどのアンモニウム塩
でもよい。このようにして第４級アンモニウムイオン６
で修飾されたシリカゾル５を、あらかじめ水等の溶媒で
膨潤させておいた膨潤性層状化合物溶液に加え、混練な
どを行い、インターカレーション反応（挿入反応）させ
る。この反応の際の温度は６０〜７０℃に設定して行う
ことが好ましい。この反応溶液を遠心分離しヘラなどで
板状に配向させて、６０℃程度の温度で温風乾燥させる
。このときは、第５図にみるように、アンモニウムイオ
ン６はまだ層１．１間に残っている。これを３００〜６
００℃好ましくは４５０〜５５０℃で焼成する。この焼
成によって第４級アンモニウムイオンは、ＣＯｚ　、Ｎ
Ｈ３、ＨｚＯに変化して除去され、第１図にみるように
、層１．１間にシリカ２がピラーとして配置された無機
層状多孔体Ａとなる。

このようにして得られた無機層状多孔体は、その全体の
４０％以上が層間隔３０〜６００人を保持しており、第
１図矢印Ｂ方向の断熱性に優れている。

以下に、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■製りニピアＦ）を用意し、これを、あらか
じめ水に分散させ８重量％水溶液を得た。つぎに第４級
アンモニウムイオンで修飾したシリカゾル（以下に「ピ
ラー材料」と称する）としてＱＸＳ（８産化学工業ａｌ
製１粒径５０〜６０人）を用意し、これを前記水溶液と
混合し、充分に攪拌して６０℃の温度で挿入反応させた
。それぞれの配合比は、モル比でＮａ−モンモリロナイ
トが１に対して、ＱＸＳがＩＯの割合であった。挿入反
応後、これを遠心分離し、ヘラで板状配向させ６０℃の
温度で温風乾燥させた。これを４５０℃で焼成し厚み１
．５　ｍの板状無機層状多孔体試料を得た。

（実施例２）ピラー材料としてキャス４０　（粒径１２０〜１３０人
、４０重量％水溶液１日産化学工業■製）を使用した以
外は実施例１と同様にして板状無機層状多孔体試料を得
た。

（実施例３）配合比をモル比でＮａ−モンモリロナイトが１に対して
キャス４０が５にした以外は実施例２と同様にして板状
無機層状多孔体試料を得た。

（実施例４）膨潤性層状化合物として合成雲母（ドビー化学工業ａｌ
製ダイモナイ１−ＨＧ）を用いた以外は実施例１と同様
にして板状無機層状多孔体試料を得た（実施例５）膨潤性層状化合物として合成雲母（ドビー化学工業■製
ダイモナイ）ＨＧ）を用いた以外は実施例２と同様にし
て板状無機層状多孔体試料を得たく比較例１）コロイダルシリカ（平均粒度１３０人、２０重量％水溶
液）と、膨潤性層状化合物としてのＮａ−モンモリロナ
イト（クニミネ工業■製りニピアＦ）とを、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
量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色させ
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。

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４０％以上
が層間隔を３０〜６００人に保持されて開孔率が３０％
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た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図は第４級アンモニウムイ
オンで修飾されたシリカゾル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　Ａ、・・・膨潤性無機層状化
合物　１・・・層　２・・・シリカ　３・・・空隙　５
・・・シリカゾル　６・・・第４級アンモニウムイオン
代理人　弁理士　　松　本　武　空筒１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）膨潤させた膨潤性層状化合物の層間に、表面が第
４級アンモニウムイオンまたはアンモニウムイオンによ
って修飾されたシリカゾルを挿入し、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）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、Ｎａ−ヘクトライト、Ｌｉ−ヘクトライト
、Ｎａ−テニオライト、Ｌｉ−テニオライトおよび合成
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項記載の無機層状多孔体の製法。
（３）空隙が３０〜６００Å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）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３項のいずれかに記載の無機層状多孔体の
製法。