JPS6321259A - Manufacture of inorganic layer-form porous body - Google Patents

Manufacture of inorganic layer-form porous body

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Publication number
JPS6321259A
JPS6321259A JP16416786A JP16416786A JPS6321259A JP S6321259 A JPS6321259 A JP S6321259A JP 16416786 A JP16416786 A JP 16416786A JP 16416786 A JP16416786 A JP 16416786A JP S6321259 A JPS6321259 A JP S6321259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inorganic
compound
porous material
group
layered porous
Prior art date
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Pending
Application number
JP16416786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆 岸本
平尾 正三
勝 横山
孝一 高濱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP16416786A priority Critical patent/JPS6321259A/en
Publication of JPS6321259A publication Critical patent/JPS6321259A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20Mica; Vermiculite
    • C04B14/206Mica or vermiculite modified by cation-exchange; chemically exfoliated vermiculate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/04Heat treatment

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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for producing an inorganic layered porous material having excellent heat insulation properties.

〔背景技術〕[Background technology]

空隙を有する層状化合物として、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)。
As a layered compound having voids, there is an intercalation material in which a different substance such as hydroxide is inserted between the layers of a swellable layered compound (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-588
4 and JP-A-54-16386).

ところが、このものは、眉間距離が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
もあまり優れているとは言えないものである。
However, since this material has a small glabellar distance of 10 Å or less, it is easily affected by adsorbed water, and it cannot be said to have very good heat insulation properties.

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
、このような方法では、焼成時に、第8図にみるように
、眉間にインターカレーションされた成分中の有機物等
が分解して発生したガスが各層間を押し拡げる、いわゆ
るガスぶくれ8や層間剥離9が発生し、層状化合物6′
の強度や外観を著しく損なう恐れがある。また、このよ
うなガスふくれの内部では空気の対流や輻射が発生しや
すくなるため、断熱性が低下してしまうと言う問題もあ
る。
In contrast, we used a mixture of smectite minerals and water-soluble polymer compounds as microporous clay materials.
In addition, intercalation of cationic oxide or polymeric silica has been proposed in JP-A-60-1318.
78, JP 60-137812, JP 60-137813, JP 60-155526
No. 60-166217, etc. According to these methods, the interlayer distance can be increased from 10 Å or less in the case of the above-mentioned intercalation material to about 30. However, with this method, as shown in Figure 8, during firing, the gas generated by the decomposition of organic substances in the components intercalated between the eyebrows spreads between the layers, so-called gas bulges 8. and delamination 9 occur, and the layered compound 6'
The strength and appearance of the product may be significantly impaired. Furthermore, since air convection and radiation are likely to occur inside such a gas bulge, there is also the problem that the heat insulation properties are reduced.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、ガスふくれや層間剥離の発生を防ぎ、均質な微細
空隙を有するとともに、断熱性に優れた無機層状多孔体
を製造する方法を提供することを目的としている。
This invention was made in view of these circumstances, and provides a method for producing an inorganic layered porous material that prevents gas blistering and delamination, has homogeneous micro-porosity, and has excellent heat insulation properties. is intended to provide.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

以上の目的を達成するため、この発明は、膨潤性層状化
合物を膨潤させて、その層間に無機ピラーおよび有機ピ
ラーのうちの少なくとも無機ピラーを挿入し、配向、乾
燥を行って前記層間に微細な空隙を形成する無機層状多
孔体の製法であって、配向後、乾燥前の膨潤性層状化合
物にガス抜きのための微細な穴を形成する工程を含んで
いることを特徴とする無機層状多孔体の製法を要旨とし
ている。
In order to achieve the above object, the present invention swells a swellable layered compound, inserts at least an inorganic pillar among an inorganic pillar and an organic pillar between the layers, and aligns and dries the compound to form a fine structure between the layers. A method for producing an inorganic layered porous material forming voids, the method comprising the step of forming fine holes for degassing in a swellable layered compound after orientation and before drying. The gist is the manufacturing method.

以下に、この発明を、そのl実施例をあられす図面を参
照しつつ詳しく説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.

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。
As shown in FIG. 1, which schematically shows the structure, the inorganic layered porous material A obtained by the method for producing an inorganic layered porous material of the present invention has an inorganic compound 2 inserted between the layers 1.1 of the inorganic layered compound. Fixed. Therefore, the gap 3 between the layers is maintained between 30 and 600 people.

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lj−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
、膨潤時には混錬する必要がある。
Examples of the swelling layered compound include Na-montmorillonite,
Examples include Ca-montmorillonite, acid clay, 3-octahedral synthetic smectite, Na-hectolite, lj-hectite, Na-teniolite, Li-teniolite, and synthetic mica (Na-fluorine-tetrasilicon mica). It is not limited to these as long as it is a layered compound. When a swellable layered compound such as Ca-montmorillonite or acid clay is used as the main material, it is difficult to swell unless a strong shearing force is applied, so it is necessary to knead it during swelling.

膨潤性層状化合物の層間に挿入される無機ピラーとして
は、金属アルコラート(以下、「金属アルコラートA」
と記す)を加水分解してなる重合物およびコロイド状無
機化合物のうちの少なくとも一方が用いられる。
As the inorganic pillar inserted between the layers of the swellable layered compound, metal alcoholate (hereinafter referred to as "metal alcoholate A") is used.
At least one of a colloidal inorganic compound and a polymer obtained by hydrolyzing .

金属アルコラート八としては、S i  (OR) 4
、AI  (OR) 3、および、Ge(OR)4など
が挙げられ、これらが単独で、あるいは、複数混合して
用いられる。このような金属アルコラートAは、前記加
水分解によって金属−#I素結合を主鎖とする重合体と
なり、それが、前記無機ピラーとなるのである。
As metal alcoholate 8, S i (OR) 4
, AI(OR) 3 , and Ge(OR) 4 , and these may be used alone or in combination. Such metal alcoholate A becomes a polymer having a metal-#I elementary bond as its main chain through the hydrolysis, which becomes the inorganic pillar.

以上のような金属アルコラートAとしては、たとえば、
以下のような化合物があるが、これ以外のものを使用す
ることもできる。
Examples of the above metal alcoholate A include:
The following compounds are available, but other compounds can also be used.

Si  (OCz Hs )4.Si  (OCH3)
a 。
Si (OCz Hs)4. Si (OCH3)
a.

Qe (QC3H7)s 、Ge (QC2H5)4゜
コロイド状無機化合物としては、特に限定されないが、
熱的に安定な酸化物や、加熱することにより膨張するも
のが好ましい。このような化合物としては、たとえば、
Sin□、5b203.Fe2 o、、A1203 、
TiO2、および、ZrO2などが挙げられ、これらが
単独で、あるいは、複数混合して用いられる。このよう
なコロイド状無機化合物の粒径も、この発明では、特に
限定されないが、50〜150人程度の粒程度あること
が好ましい。
Although Qe (QC3H7)s, Ge (QC2H5)4゜ colloidal inorganic compounds are not particularly limited,
A thermally stable oxide or one that expands when heated is preferred. Such compounds include, for example,
Sin□, 5b203. Fe2 o,, A1203,
Examples include TiO2 and ZrO2, and these may be used alone or in combination. Although the particle size of such a colloidal inorganic compound is not particularly limited in the present invention, it is preferably about 50 to 150 particles.

以上のような無機ピラーは、そのままで膨潤性層状化合
物の層間に挿入されてもよいが、その表面が陽イオン性
無機化合物および、前記金属アルコラートAとは別の金
属アルコラート(以下、「金属アルコラートBJと記す
)のうちの少なくとも一方で修飾されてから、前記層間
に挿入されるようであってもよい。
The above-mentioned inorganic pillars may be inserted as they are between the layers of the swellable layered compound, but the surface of the inorganic pillars is a cationic inorganic compound and a metal alcoholate other than the metal alcoholate A (hereinafter referred to as "metal alcoholate"). BJ) may be modified and then inserted between the layers.

無機ピラーの表面を修飾するために用いられる陽イオン
性無機化合物としては、チタン系化合物、ジルコニウム
系化合物、へフェうム系化合物。
Cationic inorganic compounds used to modify the surface of the inorganic pillars include titanium compounds, zirconium compounds, and hepheme compounds.

鉄系化合物、銅系化合物、クロム系化合物、ニッケル系
化合物、亜鉛系化合物、アルミニウム系化合物、マンガ
ン系化合物、リン系化合物、ホウ素系化合物等が挙げら
れる。このような陽イオン系無機化合物としては、T 
i CI 4等の金属塩化物やZrOCl2等の金属オ
キシ塩化物、あるいは硝酸塩化合物等があるが、それ以
外のものを使用することもできる。
Examples include iron-based compounds, copper-based compounds, chromium-based compounds, nickel-based compounds, zinc-based compounds, aluminum-based compounds, manganese-based compounds, phosphorus-based compounds, boron-based compounds, and the like. Such cationic inorganic compounds include T
Examples include metal chlorides such as i CI 4, metal oxychlorides such as ZrOCl2, or nitrate compounds, but other materials may also be used.

また、同じ用途に用いられる金属アルコラートBとして
は、T i  (OR) 4 、  Z r  (OR
) 4 。
Moreover, as metal alcoholate B used for the same purpose, T i (OR) 4 , Z r (OR
) 4.

PO(OR)3、および、B (OR) 3等が挙げら
れる。そして、これらが単独で、あるいは、複数混合し
て用いられる。
Examples include PO(OR)3 and B(OR)3. These may be used alone or in combination.

以上のような金属アルコラートBとしては、たとえば、
以下のような化合物かあるが、それ以外のものを使用す
ることもできる。
Examples of the above-mentioned metal alcoholate B include:
Some of the compounds are listed below, but others can also be used.

Ti  (QC3 H7)a 、Zr  (QC3H?
 )4、PO(OCH3)4 、PO(QC2H5)4
 。
Ti (QC3 H7)a, Zr (QC3H?
)4, PO(OCH3)4, PO(QC2H5)4
.

B(OCH3)4.B(OC2H5)46また、この発
明では、以上のような無機ピラーととに、水溶性高分子
化合物および第4級アンモニウム塩のうちの少なくとも
一方を有機ピラーとして、前記膨潤性層状化合物の層1
,1間に挿入することもできる。
B(OCH3)4. B(OC2H5)46 Furthermore, in the present invention, in addition to the above inorganic pillars, at least one of a water-soluble polymer compound and a quaternary ammonium salt is used as an organic pillar, and the layer 1 of the swellable layered compound is formed.
, 1 can also be inserted.

水溶性高分子化合物としては、種々のものが考えられる
が、たとえば、ポリビニルアルコール。
Various water-soluble polymer compounds can be considered, such as polyvinyl alcohol.

ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、メ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリア
クリル酸、ポリアクリル酸ソーダ。
Polyethylene glycol, polyethylene oxide, methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyacrylic acid, sodium polyacrylate.

ポリビニルピロリドン等が好ましいものとして挙げられ
る。
Preferred examples include polyvinylpyrrolidone.

また、第4級アンモニウム塩としては、種々のものが考
えられるが、その中でも、オクタデシル基、ヘキザデシ
ル基、テトラデシル基、および、ドデシル基等の基を有
するものが好ましい。このような第4級アンモニウム塩
としては、つぎのような化合物があるが、層間を押し拡
げて前記無機ピラーの挿入を助け、焼成によって気化し
て眉間に空隙を残し、しかも、前記無機ピラーと混合可
能であれば、これ以外のものを使用することもできる。
Various types of quaternary ammonium salts can be considered, but among them, those having groups such as octadecyl group, hexadecyl group, tetradecyl group, and dodecyl group are preferred. Such quaternary ammonium salts include the following compounds, which help the insertion of the inorganic pillars by expanding the space between the layers, are vaporized by firing and leave a gap between the eyebrows, and have the ability to Other materials may also be used as long as they are compatible.

オクタデシルトリメチルアンモニウム塩、ジオクタデシ
ルジメチルアンモニウム塩、ヘキサデシルトリメチルア
ンモニウム塩、ジオクタデシルジメチルアンモニウム塩
、テトラデシルトリメチルアンモニウム塩、ジオクタデ
シルジメチルアンモニウム塩。
Octadecyltrimethylammonium salt, dioctadecyldimethylammonium salt, hexadecyltrimethylammonium salt, dioctadecyldimethylammonium salt, tetradecyltrimethylammonium salt, dioctadecyldimethylammonium salt.

つぎに、この発明の無機層状多孔体の製法について、そ
の1実施例を模式化しで表した図面にもとづいて、詳し
く説明する。
Next, the method for manufacturing the inorganic layered porous body of the present invention will be explained in detail based on drawings schematically showing one embodiment thereof.

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A1を水などの溶媒と混合(必要に応じて混
錬)して、第3図にみるように、層1.1間に溶媒4を
含ませて、膨潤された膨潤性層状化合物A2を得る。溶
媒としては、−a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等を単
独で、あるいは、複数混合して用いるようにしてもかま
わない。
Substances such as swellable clay minerals, as shown in Figure 2,
It is made up of a collection of swellable layered compounds A1. This compound A1, which is the main material, is mixed with a solvent such as water (kneaded if necessary), and as shown in FIG. A layered compound A2 is obtained. As the solvent, water is used for -a, but other polar solvents such as methanol, DMF, DMSO, etc. may be used alone or in combination.

つぎに、無機ピラー21として、金属アルコラ−1−A
の重合物を使用する場合には、金属アルコラートAにエ
タノール、イソプロパツール等の溶媒を加えて溶解し、
これに水と塩酸等の反応触媒(加水分解触媒)を加えて
混合し、加水分解反応させる。この加水分解反応は、特
に限定されないが、70℃前後の温度で行うことが好ま
しい。ま1ま た、このような無機ピラー21の加水分解反応がある程
度進行し、核が成長した段階で、この反応液中に金属ア
ルコラートBまたは陽イオン性無機化合物を加え、これ
らの化合物を前記核の表面に付加反応させれば、第4図
にみるように、その表面がプラスにヂャージした反応物
21′が得られる無機ピラー21として、コロイド状無
機化合物を使用する場合には、そのままで使用してもよ
いし、あるいは、このコロイド状無機化合物の分散液中
に、前記金属アルコラートBまたは陽イオン性無機化合
物を加え、これらの化合物を先の場合と同様に、前記無
機ピラー21の表面に付加反応させて同様に、第4図に
みるような反応物21′を得る。
Next, as the inorganic pillar 21, metal alcohol-1-A
When using a polymer, dissolve metal alcoholate A by adding a solvent such as ethanol or isopropanol,
Water and a reaction catalyst (hydrolysis catalyst) such as hydrochloric acid are added and mixed to cause a hydrolysis reaction. This hydrolysis reaction is preferably carried out at a temperature of about 70°C, although it is not particularly limited. Also, when the hydrolysis reaction of the inorganic pillar 21 has progressed to some extent and the nucleus has grown, metal alcoholate B or a cationic inorganic compound is added to the reaction solution, and these compounds are added to the nucleus. If a colloidal inorganic compound is used as the inorganic pillar 21, it can be used as is. Alternatively, the metal alcoholate B or the cationic inorganic compound may be added to the dispersion of the colloidal inorganic compound, and these compounds may be added to the surface of the inorganic pillar 21 in the same manner as in the previous case. Similarly, the reaction product 21' shown in FIG. 4 is obtained.

こうしてできた無機ピラー21や反応物21′を、あら
かじめ膨潤させておいた前記膨潤性層状化合物と混合し
て、層状化合物の層1,1間に挿入(インターカレーシ
ョン)する。混合時の温度は、この発明では、特に限定
されないが、60〜70′C前後であることが好ましい
。この層間には、必要に応じて、水溶性高分子化合物や
第4級アンモニウム塩等を有機ピラー5として挿入して
もよい。
The inorganic pillars 21 and reactants 21' thus formed are mixed with the swelling layered compound that has been swollen in advance, and inserted (intercalated) between the layers 1 and 1 of the layered compound. Although the temperature during mixing is not particularly limited in the present invention, it is preferably around 60 to 70'C. A water-soluble polymer compound, a quaternary ammonium salt, or the like may be inserted between these layers as organic pillars 5, if necessary.

なお、水溶性高分子化合物や第4級アンモニウム塩が有
機ピラー5として配合された場合には、第5図(alに
みるように、この有機ピラー5が、層L  1間を押し
拡げて保持し、それとともに、無機ピラー21の動きを
鈍くして、この層1.1間にとどめる働きをする。とど
められた無機ピラー21は、それによって、層1,1間
を押し拡げたまま保持する。また、この無機ピラー21
が、その表面を修飾された反応物21′である場合には
、第5図(blにみるように、その表面の正電荷が層1
表面のマイナス部分と電気的に結合して、それによって
、層1,1間をより拡げたままで保持できるようになる
ものと考えられる。この状態の膨潤性層状化合物をA3
と呼ぶ。
In addition, when a water-soluble polymer compound or a quaternary ammonium salt is blended as the organic pillar 5, as shown in FIG. At the same time, it slows down the movement of the inorganic pillars 21 and serves to hold them between the layers 1 and 1.The held inorganic pillars 21 thereby hold the gap between the layers 1 and 1 while being expanded. .Also, this inorganic pillar 21
is a reactant 21' whose surface is modified, as shown in FIG.
It is thought that it is electrically coupled to the negative portion of the surface, thereby making it possible to maintain the gap between the layers 1 and 1 more widely. The swellable layered compound in this state is A3
It is called.

以上のような反応溶液を遠心分離や濾過等の方法で脱水
を行ったのち、ヘラ等で板状に配向させる(第6図)。
After the reaction solution as described above is dehydrated by a method such as centrifugation or filtration, it is oriented into a plate shape using a spatula or the like (FIG. 6).

そうすると、第6図の円内に示したように、膨潤性層状
化合物A3が板状材の長手方向に配向した板状材6が得
られる。
Then, as shown in the circle in FIG. 6, a plate-like material 6 is obtained in which the swellable layered compound A3 is oriented in the longitudinal direction of the plate-like material.

つぎに、第7図にみるように、この配向した膨潤性層状
化合物A3に直交する方向、すなわち、板状材6の厚み
方向に、針等で、ガス抜きのための微細な穴7・・・を
形成する。穴7の直径等は、この発明では特に限定され
ないが、0.05〜0.3 mm程度であることが好ま
しく、0.05〜Q、 l vs*mm程度ることがよ
り好ましい。穴7・・・を形成する間隔も、この発明で
は特に限定されず、ガスふくれの発生状況に応じた間隔
で形成すればよい。通常の状態における穴7・・・の間
隔としては5〜15mm程度が適当である。
Next, as shown in FIG. 7, fine holes 7 for degassing are made with a needle or the like in a direction perpendicular to the oriented swellable layered compound A3, that is, in the thickness direction of the plate material 6.・Form. Although the diameter of the hole 7 is not particularly limited in the present invention, it is preferably about 0.05 to 0.3 mm, more preferably about 0.05 to Q, l vs * mm. The intervals at which the holes 7 are formed are not particularly limited in the present invention, and may be formed at intervals depending on the situation in which gas blisters occur. The appropriate distance between the holes 7 under normal conditions is about 5 to 15 mm.

なお、以上のような穴7・・・を形成するにあたり、層
状化合物の含水量が多すぎると、乾燥、焼成によって層
状化合物が動いて穴7・・・を塞いでしまう恐れがある
。このため、穴7・・・を形成する時の含水量は少なけ
れば少ない程好ましいのであるが、あまり含水量が少な
すぎるとかえって加工性等が悪くなる恐れもある。した
がって穴7・・・を形成するときの、層状化合物に対す
る含水量は、60〜130重量%程度であることが好ま
しい。
In addition, when forming the holes 7 as described above, if the water content of the layered compound is too high, there is a risk that the layered compound will move during drying and firing and close the holes 7. For this reason, it is preferable that the water content be as low as possible when forming the holes 7, but if the water content is too low, there is a risk that the workability etc. will deteriorate on the contrary. Therefore, when forming the holes 7, the water content of the layered compound is preferably about 60 to 130% by weight.

以上のような板状材6を60°C程度の温度で温風乾燥
等によって乾燥したあと、さらに、300〜600℃、
好ましくは450〜550°Cで焼成する。この焼成に
よって、無機ピラー21や反応物21′中に含まれてい
た微量の有機物や、有機ピラー5等はCO□、NH3、
Hz O等に変化し、前記穴7・・・を通って除去され
て、第1図に示したように、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。
After drying the plate material 6 as described above by hot air drying or the like at a temperature of about 60°C, it is further dried at a temperature of 300 to 600°C.
Preferably it is fired at 450-550°C. By this firing, trace amounts of organic substances contained in the inorganic pillars 21 and reactants 21', organic pillars 5, etc. are removed from CO□, NH3,
Hz O, etc., and is removed through the holes 7... to obtain a plate-shaped inorganic layered porous material in which the inorganic compound 2 is inserted between the layers, as shown in FIG. .

このようにして得られた無機層状多孔体は、ガスふくれ
や層間ff1lJ離がなく、その全体の40%以」二が
層間隔30〜600人とミクロな間隔を保持しているた
め、空隙内で対流や輻射による熱伝導が発生ずることが
少なく、第1図矢印B方向の断熱性に極めて優れている
The inorganic layered porous material obtained in this way has no gas blisters or interlayer spacing, and more than 40% of the total layer spacing is 30 to 600. There is little heat conduction due to convection or radiation, and the heat insulation properties in the direction of arrow B in Figure 1 are extremely excellent.

なお、この発明では、無機ピラーあるいは反応物と、有
機ピラーとを混合してから、膨潤性層状化合物の層間に
挿入するようであっても、別々に、前記層間に挿入する
ようであってもよい。また、図の実施例では、有機ピラ
ーが配合されている場合をあられしていたが、前述した
ように、この発明では、この有機ピラーは配合されなく
てもよい。
In addition, in this invention, the inorganic pillar or reactant and the organic pillar may be mixed and then inserted between the layers of the swellable layered compound, or separately inserted between the layers. good. Further, in the illustrated embodiment, a case is shown in which organic pillars are blended, but as described above, in the present invention, this organic pillar does not need to be blended.

つぎに、この発明の実施例について、比較例とあわせて
説明する。
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples.

(実施例1) 無機ピラーとして、コロイド状無機化合物であるシリカ
ゾル(日産化学工業(株製スノーテックスQXS、平均
粒径50〜60人)の20重量%水溶液を使用し、これ
を、金属アルコラートBであるT !  (OC3H7
) aの2N塩酸溶液と充分に混合して反応させ、反応
物の水溶液を得た。
(Example 1) As an inorganic pillar, a 20% by weight aqueous solution of silica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. (Snowtex QXS, average particle size 50-60)), which is a colloidal inorganic compound, was used, and this was mixed with metal alcoholate B. T! (OC3H7
) The mixture was thoroughly mixed with the 2N hydrochloric acid solution of a and reacted to obtain an aqueous solution of the reactant.

なお、T i  (OCff H7> 4と2N塩酸と
の配合比は、モル比で0.071:1であった。
The molar ratio of T i (OCff H7>4 and 2N hydrochloric acid) was 0.071:1.

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(株製りニピアF)の0.8重量
%水溶液に前記反応液を加え、約60℃で5時量線合反
応させた。なお、このとき、Na−モンモリロナイ1〜
.シリカゾル、Ti  (QC3I]7)、の配合比は
、モル比て1:10:1てあった。
The reaction solution was added to a 0.8 wt% aqueous solution of Na-montmorillonite (Nipia F manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) that had been swollen with water in advance, and a linear combination reaction was carried out at about 60°C for 5 hours. , at this time, Na-montmorillonai 1~
.. The molar ratio of silica sol and Ti (QC3I]7) was 1:10:1.

反応終了後、この反応液に対し、第4級アンモニウム塩
であるオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド
 (日本油脂(株製ニノザンカチオンAB)を、Na−
モンモリロナイト1モルに対し1モルの割合で加え、6
0°Cで1時間反応させた反応後、これを180X18
0X100mmの金型内に入れて水分を濾過し、さらに
プレスしである程度の水分を取り除いた。プレスの方法
は、脱水の程度を見ながら、少しずつ圧を高めていって
、最高圧力が100kg/cJとなるようにした。
After the reaction, a quaternary ammonium salt, octadecyltrimethylammonium chloride (Ninozan Cation AB, manufactured by NOF Corporation) was added to the reaction solution with Na-
Added at a ratio of 1 mole to 1 mole of montmorillonite, 6
After reacting for 1 hour at 0°C, this was heated to 180×18
It was placed in a mold of 0.times.100 mm, water was filtered, and a certain amount of water was removed by pressing. The pressing method was to gradually increase the pressure while checking the degree of dehydration until the maximum pressure was 100 kg/cJ.

このようにして脱水されたNa−モンモリロナイトの板
状成形体の含水量は、80重量%であった。
The moisture content of the Na-montmorillonite plate-shaped body thus dehydrated was 80% by weight.

つぎに、鋼製の針を約10龍間隔で取りイ1けた治具を
使用して、この板状成形体に対し、その厚み方向に直径
0.2 inの穴を約IQmm間隔で形成した。穴形成
後、この板状成形体を再度20kg/cn+でプレスし
て、穴形成時に表面に生じた凹凸を均らした。そして、
これを60℃で温風乾燥し、絶乾状態としたあと、電気
炉中で500°C,2時間の焼成を行って、厚み3鴎の
板状無機層状多孔体試料を得た。得られた板状無機層状
多孔体試料はガスふくれや層間剥離のないものであった
。なお、焼成後に穴を観察したところ、目視では殆ど確
認することができなかった。
Next, holes with a diameter of 0.2 inch were formed in the thickness direction of this plate-shaped molded body at intervals of approximately IQ mm using a jig with steel needles placed at intervals of approximately 10 mm. . After forming the holes, this plate-shaped molded body was pressed again at 20 kg/cn+ to smooth out the unevenness that occurred on the surface when forming the holes. and,
This was dried with hot air at 60° C. to an absolutely dry state, and then fired in an electric furnace at 500° C. for 2 hours to obtain a plate-like inorganic layered porous material sample with a thickness of 3 mm. The obtained sample of the plate-like inorganic layered porous material was free from gas blistering and delamination. Note that when the holes were observed after firing, they could hardly be visually confirmed.

(実施例2) オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライドのかわ
りに、水溶性高分子化合物であるポリビニルアルコール
を使用し、穴形成時の含水量が120重量%であった以
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。得られた板状無機層状多孔体試料はガスふくれや
層間剥離のないものであった。
(Example 2) A plate was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl alcohol, a water-soluble polymer compound, was used instead of octadecyltrimethylammonium chloride, and the water content at the time of hole formation was 120% by weight. A sample of an inorganic layered porous material was obtained. The obtained sample of the plate-like inorganic layered porous material was free from gas blistering and delamination.

(実施例3) 穴形成間隔を201富とした以外は、実施例1と同様に
して板状無機層状多孔体試料を得た。得られた板状無機
層状多孔体試料は層間剥離がなく、ガスふくれも僅かに
発生しただけであった。
(Example 3) A plate-like inorganic layered porous material sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hole interval was set to 201. The obtained plate-like inorganic layered porous material sample had no delamination and only slight gas blistering occurred.

(実施例4) 穴の直径を0.3 +uとした以外は、ヘクトライト(
トピー工業■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。得られた板状無機
層状多孔体試料はガスふくれや層間剥離のないものであ
った。また、焼成後に穴を観察したところ、実施例1と
同様、目視では殆ど確認することができなかった。
(Example 4) Hectorite (
A plate-like inorganic layered porous material sample was obtained in the same manner as in Example 1, except that a material (manufactured by Topy Industries, Ltd.) was used. The obtained sample of the plate-like inorganic layered porous material was free from gas blistering and delamination. Further, when the holes were observed after firing, as in Example 1, almost no holes could be visually confirmed.

(実施例5) 穴形成時の含水量を180重景貴簡した以外は、実施例
1と同様にして板状無機層状多孔体試料を得た。得られ
た板状無機層状多孔体試料は穴形成後のプレスおよび乾
燥で多くの穴が塞がれてしまったが、焼成によるガスふ
くれは僅かなものであった。
(Example 5) A plate-shaped inorganic layered porous material sample was obtained in the same manner as in Example 1, except that the water content at the time of hole formation was changed to 180 ml. In the plate-like inorganic layered porous material sample obtained, many of the holes were closed due to pressing and drying after hole formation, but gas blistering caused by firing was slight.

(比較例1) 穴を形成しなかった以外は実施例1と同様にして無機層
状多孔体試料を得た。得られた板状無機層状多孔体試料
は多くのガスふくれが発生し、外観、性能共に劣るもの
であった。
(Comparative Example 1) An inorganic layered porous material sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that no holes were formed. The obtained plate-like inorganic layered porous material sample had many gas blisters and was inferior in both appearance and performance.

(比較例2) 穴を形成しなかった以外は実施例2と同様にして無機層
状多孔体試料を得た。得られた板状無機層状多孔体試料
は大きなガスふくれが発生し、−部には層間剥離も発生
していた。
(Comparative Example 2) An inorganic layered porous material sample was obtained in the same manner as in Example 2 except that no holes were formed. In the plate-like inorganic layered porous material sample obtained, large gas blisters occurred, and delamination also occurred in the negative part.

これら実施例ならびに比較例で得られた板状無機層状多
孔体試料の開孔率1層間距離、密度、熱伝導率を測定し
、その結果を、石膏ボードおよび砂の成形体の2つの比
較例と併せて第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の方法を、平均層間距離(細孔分布)は窒素吸着法に
おけるCI法を、それぞれ、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
測定には、熱流計法による熱伝導測定装置を用いた。
The porosity, interlayer distance, density, and thermal conductivity of the plate-like inorganic layered porous material samples obtained in these Examples and Comparative Examples were measured, and the results were compared to the two comparative examples of gypsum board and sand molding. It is also shown in Table 1. Note that the porosity is obtained by the following formula. The specific surface area is BE in the nitrogen adsorption method.
The average interlayer distance (pore distribution) was obtained using the CI method in the nitrogen adsorption method, respectively. The nitrogen adsorption device used was Autosorb 6 manufactured by Quantachrome. For thermal conduction measurement, a thermal conductivity measuring device using a heat flow meter method was used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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、ガスふくれや層間剥離の発生がなく、
均質な微細空隙を有するとともに、断熱性に優れた無機
層状多孔体を確実に得ることができるようになる。
Since the method for manufacturing the inorganic layered porous material of this invention is configured as described above, there is no occurrence of gas blistering or delamination, and
It becomes possible to reliably obtain an inorganic layered porous body having homogeneous microscopic voids and excellent heat insulation properties.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図はコロイド状無機化合
物または金属アルコラートAを加水分解して形成された
無機ピラーの表面が修飾された状態を説明する説明図、
第5図(a)は無機ピラーと有機ピラーとを膨潤性層状
化合物の眉間に挿入した状態を説明する説明図、第5図
fb)は無機ピラーの表面が修飾されてなる反応物と有
機ピラーとを膨潤性層状化合物の層間に挿入した状態を
説明する説明図、第6図は挿入反応後の膨潤性層状化合
物を配向させた状態を説明する説明図、第7図は配向さ
せた膨潤性層状化合物に穴を形成した状態を説明する説
明図、第8図は配向させた膨潤性層状化合物に穴を形成
しないで焼成した状態を説明する説明図である。 A・・・無機層状多孔体 AI・・・膨潤性無機層状化
合物 1・・・層 2・・・無機化合物 3・・・空隙
 5・・・有機ピラー 7・・・穴 21.21′・・
・無機ピラー代理人 弁理士  松 本 武 彦 第1図 第2図 第5図 第4図 第7図 第8図
Fig. 1 is a schematic side view of an inorganic layered porous material, Fig. 2 is a schematic side view of a swellable layered compound, Fig. 3 is an explanatory diagram explaining the state leading to swelling, and Fig. 4 is a colloidal compound. An explanatory diagram illustrating a state in which the surface of an inorganic pillar formed by hydrolyzing an inorganic compound or metal alcoholate A is modified,
Figure 5(a) is an explanatory diagram illustrating a state in which an inorganic pillar and an organic pillar are inserted between the eyebrows of a swellable layered compound, and Figure 5fb) shows a reaction product obtained by modifying the surface of an inorganic pillar and an organic pillar. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the state in which the swellable lamellar compound is inserted between the layers of the swellable layered compound, FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the state in which the swellable lamellar compound is oriented after the insertion reaction, and FIG. FIG. 8 is an explanatory view for explaining a state in which holes are formed in the layered compound, and FIG. 8 is an explanatory view for explaining a state in which the oriented swelling layered compound is fired without forming holes. A...Inorganic layered porous material AI...Swellable inorganic layered compound 1...Layer 2...Inorganic compound 3...Void 5...Organic pillar 7...Hole 21.21'...
・Inorganic Pillar Agent Patent Attorney Takehiko Matsumoto Figure 1 Figure 2 Figure 5 Figure 4 Figure 7 Figure 8

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)膨潤性層状化合物を膨潤させて、その層間に無機
ピラーおよび有機ピラーのうちの少なくとも無機ピラー
を挿入し、配向、乾燥を行って前記層間に微細な空隙を
形成する無機層状多孔体の製法であって、配向後、乾燥
前の膨潤性層状化合物にガス抜きのための微細な穴を形
成する工程を含んでいることを特徴とする無機層状多孔
体の製法。
(1) An inorganic layered porous material in which a swellable layered compound is swollen, at least one of an inorganic pillar and an organic pillar is inserted between the layers, and fine voids are formed between the layers by orientation and drying. 1. A method for producing an inorganic layered porous material, the method comprising the step of forming fine holes for degassing in a swellable layered compound after orientation and before drying.
(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。
(2) The swelling layered compound is Na-montmorillonite,
Ca-montmorillonite, acid clay, 3-octahedral synthetic smectite, Na-hectorite, Li-hectite, Na-teniolite, Li-teniolite, and
The method for producing an inorganic layered porous material according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of synthetic mica.
(3)無機ピラーが、コロイド状無機化合物および金属
アルコラートの加水分解物のうちの少なくとも一方であ
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。
(3) The method for producing an inorganic layered porous material according to claim 1 or 2, wherein the inorganic pillar is at least one of a colloidal inorganic compound and a hydrolyzate of a metal alcoholate.
(4)コロイド状無機化合物が、SiO_2、Sb_2
O_3、Fe_2O_3、Al_2O_3、TiO_2
、および、ZrO_2からなる群より選ばれた少なくと
も1つであり、加水分解物となる金属アルコラートが、
Si(OR)_4、Al(OR)_3、および、Ge(
OR)_4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3項記載の無機層状多孔体の製法。
(4) The colloidal inorganic compound is SiO_2, Sb_2
O_3, Fe_2O_3, Al_2O_3, TiO_2
The metal alcoholate, which is at least one selected from the group consisting of , and ZrO_2 and becomes a hydrolyzate, is
Si(OR)_4, Al(OR)_3, and Ge(
The method for producing an inorganic layered porous material according to claim 3, which is at least one selected from the group consisting of OR)_4.
(5)無機ピラーが、その表面を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で修飾
したものである特許請求の範囲第1項から第4項までの
いずれかに記載の無機層状多孔体の製法。
(5) The inorganic layered porous structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic pillar has a surface modified with at least one of a cationic inorganic compound and a metal alcoholate. How the body is made.
(6)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、鉄系化合物、
銅系化合物、クロム系化合物、ニッケル系化合物、亜鉛
系化合物、アルミニウム系化合物、マンガン系化合物、
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つであり、修飾に使用される金属
アルコラートが、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
5項記載の無機層状多孔体の製法。
(6) The cationic inorganic compound is a titanium-based compound, a zirconium-based compound, a hafnium-based compound, an iron-based compound,
Copper compounds, chromium compounds, nickel compounds, zinc compounds, aluminum compounds, manganese compounds,
At least one selected from the group consisting of phosphorus-based compounds and boron-based compounds, and the metal alcoholate used for modification is Ti(OR)_4, Zr(OR)_4
, PO(OR)_3, and B(OR)_3. The method for producing an inorganic layered porous material according to claim 5.
(7)有機ピラーが、水溶性高分子化合物および第4級
アンモニウム塩のうちの少なくとも一方である特許請求
の範囲第1項から第6項までのいずれかに記載の無機層
状多孔体の製法。
(7) The method for producing an inorganic layered porous material according to any one of claims 1 to 6, wherein the organic pillar is at least one of a water-soluble polymer compound and a quaternary ammonium salt.
(8)水溶性高分子化合物が、ポリビニルアルコール、
ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、メ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリア
クリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、および、ポリビニル
ピロリドンからなる群より選ばれた少なくとも1つであ
り、第4級アンモニウム塩が、オクタデシル基、ヘキサ
デシル基、テトラデシル基、および、ドデシル基からな
る群より選ばれた少なくとも1つの基を有するものであ
る特許請求の範囲第7項記載の無機層状多孔体の製法。
(8) The water-soluble polymer compound is polyvinyl alcohol,
At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, and polyvinylpyrrolidone, and the quaternary ammonium salt is an octadecyl group, a hexadecyl group, 8. The method for producing an inorganic layered porous material according to claim 7, which has at least one group selected from the group consisting of a tetradecyl group and a dodecyl group.
(9)乾燥後、さらに、焼成を行う特許請求の範囲第1
項から第8項までのいずれかに記載の無機層状多孔体の
製法。
(9) After drying, the first claim further includes firing.
A method for producing an inorganic layered porous material according to any one of Items 1 to 8.
(10)空隙が30〜600Åである特許請求の範囲第
1項から第9項までのいずれかに記載の無機層状多孔体
の製法。
(10) The method for producing an inorganic layered porous material according to any one of claims 1 to 9, wherein the voids are 30 to 600 Å.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0730252B2 (en) * 1987-03-04 1995-04-05 株式会社豊田中央研究所 Composite material and manufacturing method thereof

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