JPS62241817A - キソノライトおよびその製法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明の対象は平面状の架橋されたキソノライト結晶繊
維ならびにその製造および紙−１厚紙−またはざ−ル紙
状物での使用に関する。

従来の技術 キソノライトは公知のように、鉱物として自然に生じ、
また熱水合成によりカルシウム−およびケイ素含有化合
物からも製造される、カルシウムシリケートヒトレート
（カルシウム水和ケイ酸塩）である。これは式６　Ｃａ
０・６５ｉ０２・Ｈ，ＯないしはＣａ６　（５ｉ６０１
７　’）　（ＯＨ）２を有し、針状結晶構造を示す。

空球状粒子を生じるような高い凝集傾向を示す。

へ架橋されていない針状結晶はたいてい、熱水含水カル
シウムケイ酸塩、殊にキソノライトタイプのカルシウム
ケイ酸塩の適用領域が最も広く二次粒子の構造により確
定されることは驚異的でない。中空球状二次粒子はわず
かな密度を有し、多くの目的のために十分な機械的強さ
を有する。これはその構造のために特に軽重量の熱単離
体の製造のために好適である。プラスチック、紙−１厚
紙−およびボール紙状物での強化填料としてこれに対し
て、中空球状二次粒子は好適でない。

中空球状二次粒子は機械的応力に対し非常に安定である
。これに対しＣＡ９６（１９８２年）２０４５０３ｈに
よりニ次粒子の一部は酸処理により、もちろんカルシウ
ムの溶解により破壊されるべきである。

前述の二次構造を有するキソノライト粒子は米国特許第
４１６２９２４号明則書に詳述されている。それにより
酸化カルシウム、二酸化ケイ素および水からの熱水合成
の際、針状〜繊維状の互いにもつらせられ、架橋された
キソノラィトー次粒子から構成されている、中空球状二
次粒子が生じる。

わずかな密度の、熱異性体および構成材料を含有する、
結晶カルシウムヒドロシリケート、殊にキソノライトの
製造は既にまた、多数の特許の対象である。方法パラメ
タに依存して、公知になった製造工程は２つのグループ
に分けられる： ａ）出発物質（Ｃａｂ、　　５ｉｎ２．　　Ｈ２Ｏ）を
結晶カルシウムヒドロシリケート懸濁の形成下に熱水反
応させ、引続き形成および乾燥する。熱水反応の前また
は後に懸濁液に通常なお繊維状物質を機械的強さの上昇
のために添加する。この種の方法はたとえば米国特許第
３８１６１４９号明細書および西ドイツ国特許第２９５
３５２６号明細書の対象である。

ｂ）出発物質（ＣａＯ、５ｉ０２　、　　Ｈ２Ｏ）を引
続きオートクレーブ中で１つの形に硬化される、無定形
カルシウムシリケートデルに反応させ、その際結晶性カ
ルシウムヒドロシリケートが生じ、これは通常トバーモ
ライトおよび／またはキソノライトである。ここでまた
デルまたは出発混合物に繊維状物質を強さ向上のために
添加する。トバーモライトないしはキソノライト結晶形
成はそれにより最初に成形体中で行う。米国特許第３３
１７６４３号明細書およびヨーロッパ特許第００３３５
２２号明細書は前記の種類の方法を記載している。

西げイツ国特許第３３０６５２８号明細書には既に、特
定の長さ一幅比の針状キソノライト結晶を砥−１厚紙−
またはポール紙状材料で填料として使用することが提案
されている。材料の達成された曲げ強さはその際、残水
分を含有するキソノライトの水素架橋結合強さのせいで
ある。固有の試験は、今や、西ドイツ国特許第３３０６
５２８号明細書による針状キソノライト結晶から成る、
中空球状二次粒子が、紙−１厚７紙−またはポール紙状
材料の曲げ強さの改良のためにわずかしか適していない
ことを示した。

発明が解決しようとする問題点 そこで、面状物の曲げ強さの向上のために中球状のもの
より、より良く適している、中空球状でないキソノライ
ト粒子を得るための工業的に使用可能な方法を見出すと
いう課題が生じた。

熱水合成の際二次粒子の形成を妨げることは既に何度か
提案された。ＣＡ３９（１９７８年）７５９１３Ｗによ
り、熱水合成をＭ機シリコーンの存在で行う場合、これ
は可能であるべきである。得られたキソノライト粉末は
填料としてプラスチック中でより良く分散可能であるべ
きである。他のＭ機および無機添加物は挙げられた目的
のために既に同様に試験される。しかし、形成されたカ
ルシウムヒドロシリケートの表面特性がこの種の手段に
より著しく変化されるこ問題点を解決するための手段 驚異的にも設定された課題が、キソノライトタイプの水
中に懸濁された二次粒子ヲ０．５〜１１．０ＭＰａ１殊
に１−６〜３．０　ＭＰａの圧力で濾過し、その際脱凝
集することにより解決することが見出される。殊にこの
際、この圧力処理の際、互いに面状形で架橋されている
、損傷されていない１次結晶が得られることは予見でき
なかった。

本発明の特に有利な実施形により、キソノライトー悪濁
液全加圧脱水前に最初に剪断力処理、たとえば急速に進
行するホモジナイザーにかける。ホモジナイザーとして
たとえば回転子−同定子一原則により作業する分散装置
が適している。この際部分的に、−次結晶の破壊なしに
二次粒子の表面で脱凝集が生じる。引続き前処理された
懸濁液をなお加圧脱水にかける。高い圧力での脱水の際
、４０重量％までの固形物計量が得られる。たいていの
場合２８〜３６重ｔ％の濾滓での固形物含量が十分であ
る。

二次粒子の濾過および脱凝集のために好適な装置は、公
知の構造のフィルター加圧機、たとえば膜フィルター加
圧機、管状フィルター加圧機、帯状フィルター加圧機、
室フィルター加圧機その他、分離ユニット、たとえば遠
心分離機である。

加圧脱水の際得られた面状架橋されたキソノライト結晶
は新規である。これはその強さ上昇作用のために、プラ
スチック、紙および厚紙から成る帯状またはシート状面
状体の強化のために著しく適している。その他にこれは
面状体の燃 難然性を生じる。

面状架橋された一次結晶の幅は壷高で１μｍより小さく
、長さは５μｍより小さい。その際ＢＥＴ−表面は６０
〜１２０、有利に６０〜１００ｒｎ２／ｆｉである。

次の実施例につき本発明を詳述する。

実施例 例　　１ オートクレーブ中で酸化カルシウムおよび無定形ケイ酸
の水性！Ｖ濁液（モル比１．０５　：　１　；水−固形
物比１６：１）から、攪拌しながら自体公知の方法でキ
ンノライトを製造した。温度は２００℃であり、オート
クレーブ中の温度は前記反応温度の際の飽和水蒸気の平
衡蒸気圧に一致した（　−１，６ＭＰａ蒸気圧）。反応
時間は２時間であった。

形成されたキンノライト懸濁液の固形物含量は６重量％
であった。キソノライト粒子を水流真空中でフィルター
にかけ、濾滓中の固形含量をいくつかの試料で確定した
。これは湿濾滓に関し、１０〜１２重敬％であった。濾
滓を攪拌しながら水で充填された容器に与え、そこで濾
滓が安定な懸濁液に再分散できることが確定される。第
１図および第２図は、濾滓がほぼ完全に、単離されて並
んで存在する。球状二次粒子から成ることを示す。

例　　２ 例１で生じたキンノライト懸濁液を水で約２倍に希釈し
た。希釈の固形物濃度は２．９重ｔ％であった。

希釈された懸濁液をホモゾナイデー装置ウルトラトウラ
ックス（［１ｔｒａｔｕｒｒａｘ　）　Ｔ４５”を用１
Ａイ樒（４前断力め作田丁ｆａｔａ＋−今−ＲＲＭ−互
真が示すように、剪断力は２０〜５０μｍ太き二次 さのＫＬ粉粒子緑だけで変化を生じるが、しかし主に完
全なままの球状二次粒子の互いのより強い架橋を達成す
る。第４図から、剪断力により一次結晶が破壊されない
ことが明らかに認められる。

例　　６ 例１により製造された懸濁液を両側で脱水する圧縮装置
に充填し、３０分間にわたって保持される３、ＱＭＰａ
の圧力下に脱水した。湿った濾滓の固形物含量はこの時
間で３０重量％に高まった。濾滓は水中で安定な懸濁液
に再分散可能であシ、これは企図された適用、たとえば
６％の固形物含量を有する安定な懸濁液のために特に有
利である。

第５図は、脱水の際二次粒子が脱凝集され、形成された
一次結晶が直接その脱凝集後平面で新たに架橋およびも
つらせられることを示す。

第６図は、加圧脱水の際−次粒子が完全なままであるこ
とを、なお最終的に示す６加圧脱水の前および後の固有
の表面の確定も同じ結果に導く。

例　　４ 例１により製造された球状二次粒子を有するキンノライ
トａ濁液を両側で脱水する圧縮装置で２５　ＭＰａの圧
力下に脱水した。濾滓の固形物含量は濾過終了後２８．
５重量％であった。

ここではまたＦＫ　ｌと呼ばれる、球状二次粒子を有す
る例１により得られた濾滓を水で希釈した。同じく平面
で架橋し、２８．５重ｔ％の含水量を有する、例４で製
造された濾滓（ＦＫ　２　）を水に懸濁した。双方の懸
濁液の固形物含量は０．１２５重ｆｌｋ％であった。

懸濁液の試料１９５Ｆｎｌｔ２５０ｍｌ測定シリンダー
に充填し、０．０３４モル硫酸アルミニウム溶液（Ａ／
２（ＳＯ４）３　・１８　Ｈ２Ｏ）　５　ｍｌを塀えた
。

前記の双方の溶液をその沈殿挙動に関して試験した。引
続きこの試料を相当する空試験（硫酸アルミニウムの添
加なし２００＋１１／）のように、磁器吸引ロート中１
２．５ｍ直径の白色帯状フィルターで吸引濾過した。完
全な吸引濾過までに必要な時間を測定した。各々の試験
のために一定の予備真空を設定した（　２．７．１０３
Ｐａ　）。

結果：　　　　ａ）　　　　ｂ）　　　　　ｃ）ＦＫ　
１　　　　２００　　　　　　　５５Ｆ’Ｋ　１　　　
　　１４０　　　　　＋　　　　　　２３ＦＫ２　　　
　２００　　　　　　　１３０ＦＫ２　　　　１９６　
　　　＋−３１ａ）９０分後の沈殿容量、ｍｌ ｂ）硫酸アルミニウム Ｃ）吸引濾過時間、秒 この箇所で、硫酸アルミニウム添加によりＦＫ　２から
製造された懸濁液の沈殿挙動が実際影響されないことが
、注目に値する。

吸引工程の終了後、濾紙を１０５℃で乾燥した。驚異的
にも、乾燥されたＦＫ　１は、より小さな破片の形での
みフィルターから切り離すことができる、多孔性の、多
数の裂は目が通った層を濾砥上に形成した（破片＝６〜
５　ｒｍ２大）。

これとは反対に濾滓ＦＫ　２は裂は目を示さなかった。

乾燥されたＦＫ　２はその他に破壊されていない薄膜と
して濾紙から取れる。第７図は５０００倍の拡大でのＲ
ＥＭ−撮影を示す。これは平面状に互いに架橋およびも
つらせられたキソノライトーー次粒子のみが存在する。

本発明の他の対象は紙−１厚紙−またはざ−ル紙状物で
の平面状に架橋されたキソノ２イト結晶繊維の使用であ
る。

本発明経よる平面状に架橋されたキソノライト結晶繊維
をガラス繊維と水に懸濁し、形成された懸濁液を吸引濾
過し、そこで平面状物が生じ、その構造を第８＋９図で
示す。ガラス繊維がキソノライトー次粒子により回りを
おおわれていることが明らかＫなる。これは中空球状に
架橋された一次粒子よりも、さらにより良いガラス繊維
との接触を生じる。新規の、平面状架橋されたキソノラ
イトは単に填料としてだけ使用するのでなく、最初に物
全体の強さを生じる。

平面状架橋されたキンノライト結晶の強さ上昇作用は、
全ての帯状およびシート状物で、殊にまた慣用の與舐装
置で生じる、無機の、比較的薄い構成物で観察される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は例１で得られ７を二次粒子構造の
写真であ勺、第３図は例２で得られた二次粒子構造の写
真であシ、第４図は例２で得られた一次結晶構造の写真
であシ、第５図および第６図は例３で得られた二次粒子
および一次結晶構造の写真であり、第７図は例４で得ら
れた一次粒子構造の拡大写真であり、第８図および第９
図は本発明によるキソノライトを用いて製造した平面状
物のガラス繊維がキソノライト粒子で包囲されている構
造を示す写真である。 第２図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面状の互いにもつらせられたおよび架橋された一
   次結晶を有することを特徴とする、キソノライト。 ２、二次結晶が５μｍより小さい長さ、１μｍより小さ
   い幅および３０〜１２０ｍ＾２／ｇのＢＥＴ比表面積を
   有する、特許請求の範囲第１項記載のキソノライト。 ３、平面状の互いにもつらせられおよび架橋された一次
   結晶を有するキソノライトの製造において、水中に懸濁
   されたキソノライトタイプの二次粒子を０．５〜１１．
   ０ＭＰａの圧力で濾過し、およびその際脱凝集すること
   を特徴とする、キソノライトの製法。 ４、水中に懸濁された二次粒子を加圧脱水前に剪断する
   、特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、懸濁された二次粒子をホモジナイザー装置で剪断す
   る、特許請求の範囲第４項記載の方法。