JPH02145489A - 無機多孔体 - Google Patents
無機多孔体Info
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Classifications
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、無機多孔体に関する。
従来、膨潤性無機層状化合物を熱風乾燥したり、凍結乾
燥したりして乾燥させてなる無機多孔体が知られている
(特公昭62−20130号公報、特開昭60−137
813号公報)。これらの無機多孔体は、無機層状化合
物の眉間に挿入されたピラー材を支柱にして、眉間に空
隙が保たれるように乾燥されている。これらの無機多孔
体は、断熱材や吸着材などの機能材料として利用できる
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記の無機多孔体は、細孔容積が0.8
cc/ g以下と低く、眉間間隔も満足できるほどに
は広くなく、断熱性、吸着性が不充分で高機能性材料と
は言い難い。
燥したりして乾燥させてなる無機多孔体が知られている
(特公昭62−20130号公報、特開昭60−137
813号公報)。これらの無機多孔体は、無機層状化合
物の眉間に挿入されたピラー材を支柱にして、眉間に空
隙が保たれるように乾燥されている。これらの無機多孔
体は、断熱材や吸着材などの機能材料として利用できる
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記の無機多孔体は、細孔容積が0.8
cc/ g以下と低く、眉間間隔も満足できるほどに
は広くなく、断熱性、吸着性が不充分で高機能性材料と
は言い難い。
そこで、この発明は、大きな細孔容積を有し、有効に作
用する大きな空隙を有する無機多孔体を提供することを
課題とする。
用する大きな空隙を有する無機多孔体を提供することを
課題とする。
上記課題を解決するために、請求項1〜5の各発明にか
かる無機多孔体は、膨潤状態にある膨潤性無機層状化合
物とコロイド状無機化合物との混合物が超臨界状態で乾
燥されてなるものとされている。
かる無機多孔体は、膨潤状態にある膨潤性無機層状化合
物とコロイド状無機化合物との混合物が超臨界状態で乾
燥されてなるものとされている。
請求項2〜5の各発明にかかる無機多孔体は、さらに、
前記混合物が有機ピラー材も含むものとされている。
前記混合物が有機ピラー材も含むものとされている。
請求項3〜5の各発明にかかる無機多孔体は、さらに、
コロイド状無機化合物が、T i Ox 、Ait O
s 、zro!およびFe、O,からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであるものとされている。
コロイド状無機化合物が、T i Ox 、Ait O
s 、zro!およびFe、O,からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであるものとされている。
請求項4.5の各発明にかかる無機多孔体は、さらに、
膨潤性無機層状化合物が、Na−モンモリロナイト、C
a−モンモリロナイト、合成ヘクトライト、合成スメク
タイト、酸性白土および合成雲母からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであるものとされている。
膨潤性無機層状化合物が、Na−モンモリロナイト、C
a−モンモリロナイト、合成ヘクトライト、合成スメク
タイト、酸性白土および合成雲母からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであるものとされている。
請求項5の発明にかかる無機多孔体は、さらに、膨潤状
態にある膨潤性無機層状化合物が、エタノール、メタノ
ール、二酸化炭素、ジクロロジフルオロメタンおよびエ
チレンからなる群の中から選ばれた少なくとも1つの流
体を含んでいるものとされている。
態にある膨潤性無機層状化合物が、エタノール、メタノ
ール、二酸化炭素、ジクロロジフルオロメタンおよびエ
チレンからなる群の中から選ばれた少なくとも1つの流
体を含んでいるものとされている。
膨潤状態にある無機層状化合物の乾燥を超臨界状態で行
うようにすると、溶媒(流体)の凝縮が抑えられ、層状
化合物粒子の溶媒中での集合状態をうまく保つようなか
たちで乾燥がなされ、無機層状化合物の粒子相互間に大
きな空隙のある集合体が得られる。しかも、コロイド状
無機化合物を混合することにより、その集合状態がより
強固になり、より空隙の量が多い多孔体が得られる。ま
た、このコロイド状無機化合物は、眉間に一部、挿入反
応を起こし、無機層状化合物の眉間の支柱となってその
眉間間隔をも保持している。そのため、多孔性に富み、
細孔容積の大きい集合体となり、吸着性、断熱性に優れ
た無機多孔体となる。
うようにすると、溶媒(流体)の凝縮が抑えられ、層状
化合物粒子の溶媒中での集合状態をうまく保つようなか
たちで乾燥がなされ、無機層状化合物の粒子相互間に大
きな空隙のある集合体が得られる。しかも、コロイド状
無機化合物を混合することにより、その集合状態がより
強固になり、より空隙の量が多い多孔体が得られる。ま
た、このコロイド状無機化合物は、眉間に一部、挿入反
応を起こし、無機層状化合物の眉間の支柱となってその
眉間間隔をも保持している。そのため、多孔性に富み、
細孔容積の大きい集合体となり、吸着性、断熱性に優れ
た無機多孔体となる。
有機ピラー材も無機層状化合物の眉間の支柱としての働
きをする。しかし、使用状態によっては、有機ピラー材
の残存、特に炭素の残存が問題となることがある。無機
多孔体において、有機ピラー材を除(ために焼成を行う
と、工程数が増え、しかも、炭素がどうしても残存する
。これに対し、超臨界状態で乾燥を行えば、有機ピラー
材は、超臨界状態にある流体によって抽出されるため、
乾燥に際して同流体とともに眉間から除(ことができる
。超臨界状態での乾燥によれば、上記の焼成工程も要ら
ず、炭素の残存も抑えられるので、たいへん都合が良い
。
きをする。しかし、使用状態によっては、有機ピラー材
の残存、特に炭素の残存が問題となることがある。無機
多孔体において、有機ピラー材を除(ために焼成を行う
と、工程数が増え、しかも、炭素がどうしても残存する
。これに対し、超臨界状態で乾燥を行えば、有機ピラー
材は、超臨界状態にある流体によって抽出されるため、
乾燥に際して同流体とともに眉間から除(ことができる
。超臨界状態での乾燥によれば、上記の焼成工程も要ら
ず、炭素の残存も抑えられるので、たいへん都合が良い
。
コロイド状無機化合物として、T iOt 、A 1t
Os 、ZrOxおよびFetusからなる群の中か
ら選ばれた少なくとも1つを用いると、これらの化合物
は、触媒機能を持つため、触媒機能を有する無機多孔体
となる。
Os 、ZrOxおよびFetusからなる群の中か
ら選ばれた少なくとも1つを用いると、これらの化合物
は、触媒機能を持つため、触媒機能を有する無機多孔体
となる。
膨潤性無機層状化合物が、Na−モンモリロナイト、C
a−モンモリロナイト、合成ヘクトライト、合成スメク
タイト、酸性白土および合成雲母からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであると、無機多孔体の多孔性、
機能性に好都合である。
a−モンモリロナイト、合成ヘクトライト、合成スメク
タイト、酸性白土および合成雲母からなる群の中から選
ばれた少なくとも1つであると、無機多孔体の多孔性、
機能性に好都合である。
膨潤状態にある膨潤性無機層状化合物の含有する流体が
、エタノール、メタノール、二酸化炭素、ジクロロジフ
ルオロメタンおよびエチレンからなる群の中から選ばれ
た少なくとも1つであると、前記流体が水である場合に
比較して、超臨界状態での乾燥を容易に行うことができ
る。これらの流体は、臨界圧力および臨界温度が、いず
れも、水と比べて格段に低いからである。もちろん、膨
潤状態にある膨潤性無機層状化合物が含む水を、他の流
体、たとえばエタノールで置換し、この置換した流体を
さらに別の流体、たとえば二酸化炭素で置換しなから2
成分系の流体とし、超臨界状態で乾燥を行う場合でも、
水に比べて臨界温度・圧力条件が緩やかであるから、や
はり、乾燥が容易である。
、エタノール、メタノール、二酸化炭素、ジクロロジフ
ルオロメタンおよびエチレンからなる群の中から選ばれ
た少なくとも1つであると、前記流体が水である場合に
比較して、超臨界状態での乾燥を容易に行うことができ
る。これらの流体は、臨界圧力および臨界温度が、いず
れも、水と比べて格段に低いからである。もちろん、膨
潤状態にある膨潤性無機層状化合物が含む水を、他の流
体、たとえばエタノールで置換し、この置換した流体を
さらに別の流体、たとえば二酸化炭素で置換しなから2
成分系の流体とし、超臨界状態で乾燥を行う場合でも、
水に比べて臨界温度・圧力条件が緩やかであるから、や
はり、乾燥が容易である。
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。
第1図は、請求項1記載の発明にかかる無機多孔体を拡
大して表した模式図である。この無機多孔体10は、膨
潤状態にある膨潤性無機層状化合物l・・・とコロイド
状無機化合物4・・・との混合物が超臨界状態で乾燥さ
れてなる多孔体である。無機多孔体10は、花弁状ない
しセミの別状の無機層状化合物1・・・が寄せ集まった
カードハウス状ないしスポンジ状の集合体である。この
ため、膨潤性無機層状化合物同士の間に大きな空隙がで
きており、細孔容積の大きい多孔性に富む多孔体となっ
ている。このような構造の無機多孔体10は、コロイド
状無機化合物と膨潤性無機層状化合物の混合物を超臨界
状態で乾燥させることにより作ることができるが、これ
以外の方法で作ることもできる。
大して表した模式図である。この無機多孔体10は、膨
潤状態にある膨潤性無機層状化合物l・・・とコロイド
状無機化合物4・・・との混合物が超臨界状態で乾燥さ
れてなる多孔体である。無機多孔体10は、花弁状ない
しセミの別状の無機層状化合物1・・・が寄せ集まった
カードハウス状ないしスポンジ状の集合体である。この
ため、膨潤性無機層状化合物同士の間に大きな空隙がで
きており、細孔容積の大きい多孔性に富む多孔体となっ
ている。このような構造の無機多孔体10は、コロイド
状無機化合物と膨潤性無機層状化合物の混合物を超臨界
状態で乾燥させることにより作ることができるが、これ
以外の方法で作ることもできる。
個々の無機層状化合物1は、第2図にもみるように、そ
の層11.11間には部分的にコロイド状無機化合物4
・・・が挿入(インターカレーション)されている。コ
ロイド状無機化合物4は、無機ピラー材として働く場合
もあり、これにより、無機層状化合物1の層11.11
間の空隙2・・・がより大きなものとされている。
の層11.11間には部分的にコロイド状無機化合物4
・・・が挿入(インターカレーション)されている。コ
ロイド状無機化合物4は、無機ピラー材として働く場合
もあり、これにより、無機層状化合物1の層11.11
間の空隙2・・・がより大きなものとされている。
この発明にかかる無機多孔体は、たとえば、つぎのよう
にして製造されるが、製造方法は下記のものに限らない
。まず、膨潤性無機層状化合物を膨潤させる。続いて、
膨潤させた膨潤性無機層状化合物とコロイド状無機化合
物とを混合する。混合には、攪拌を行うようにしてもよ
い。必要に応じて、有機ピラー材をも混合する。そして
、混合物を超臨界状態で乾燥することにより、混合物に
含まれている流体を除去するのである。
にして製造されるが、製造方法は下記のものに限らない
。まず、膨潤性無機層状化合物を膨潤させる。続いて、
膨潤させた膨潤性無機層状化合物とコロイド状無機化合
物とを混合する。混合には、攪拌を行うようにしてもよ
い。必要に応じて、有機ピラー材をも混合する。そして
、混合物を超臨界状態で乾燥することにより、混合物に
含まれている流体を除去するのである。
膨潤性無機層状化合物の膨潤に用いる溶媒としては、特
に限定はなく、たとえば、水、エタノール、メタノール
、DMF (ジメチルホルムアミド) 、DMSO(ジ
メチルスルホキサイド)、アセトンなどの極性溶媒など
がそれぞれ単独で、または、2種以上併せて用いられる
。前記溶媒として一般に水が用いられる。
に限定はなく、たとえば、水、エタノール、メタノール
、DMF (ジメチルホルムアミド) 、DMSO(ジ
メチルスルホキサイド)、アセトンなどの極性溶媒など
がそれぞれ単独で、または、2種以上併せて用いられる
。前記溶媒として一般に水が用いられる。
膨潤性無機層状化合物としては、たとえば、Na−モン
モリロナイト、Ca−モンモリロナイト、合成ヘクトラ
イト、合成スメクタイト(たとえば、3−八面体型のも
のが挙げられる。3−八面体型のものとしては、たとえ
ば、合成サボナイト、N a−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
)、酸性白土、および、合成雲母などのフィロケイ酸塩
鉱物(ここでは、天然物、合成物のいずれでもよい)な
どが、それぞれ単独でまたは2種以上併せて使用される
が、これらのものに限らないことは言うまでもない。な
お、Ca−モンモリロナイトおよび酸性白土などのよう
な難膨潤性無機層状化合物を用いる場合には、膨潤時に
混線などにより、強い剪断力を加える必要がある。膨潤
性粘土鉱物(天然物、合成物のいずれでもよい)のよう
な物質は、第4図左側に示す膨潤性無機層状化合物1が
多数結合したものである。主材たるこの化合物lを水な
どの溶媒と混合し、さらには、必要に応じて混練し、第
4図右側に示すように、層11゜11間に溶媒3を含ま
せて、あらかじめ膨潤させておく。膨潤時の無機層状化
合物の眉間間隔は、たとえば、粘土鉱物の場合、150
人程度であるコロイド状無機化合物としては、特に限定
されないが、機能性を考えると、触媒機能などの機能を
持つものが好ましい。このような化合物としては、Ti
0z 、Zr0t 、AJg Os 、Few O8な
どが挙げられ、これらがそれぞれ単独で、あるいは、複
数混合して用いられる。これらのコロイド状無機化合物
は、プラスのチャージを帯びているため、マイナスのチ
ャージを帯びている粘土鉱物などの無機層状化合物とコ
ンプレックスを作り、無機層状化合物の表面や眉間に付
着する。そして、超臨界状態での乾燥により、微粒子と
なる。コロイド状無機化合物として、シリカゾルなどを
用いる場合には、その粒子の表面を、陽イオン性無機化
合物やアルコラードなどであらかじめ化学的に修飾する
工程が必要であったり、そのように修飾されたものを用
いる必要があったりする。
モリロナイト、Ca−モンモリロナイト、合成ヘクトラ
イト、合成スメクタイト(たとえば、3−八面体型のも
のが挙げられる。3−八面体型のものとしては、たとえ
ば、合成サボナイト、N a−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
)、酸性白土、および、合成雲母などのフィロケイ酸塩
鉱物(ここでは、天然物、合成物のいずれでもよい)な
どが、それぞれ単独でまたは2種以上併せて使用される
が、これらのものに限らないことは言うまでもない。な
お、Ca−モンモリロナイトおよび酸性白土などのよう
な難膨潤性無機層状化合物を用いる場合には、膨潤時に
混線などにより、強い剪断力を加える必要がある。膨潤
性粘土鉱物(天然物、合成物のいずれでもよい)のよう
な物質は、第4図左側に示す膨潤性無機層状化合物1が
多数結合したものである。主材たるこの化合物lを水な
どの溶媒と混合し、さらには、必要に応じて混練し、第
4図右側に示すように、層11゜11間に溶媒3を含ま
せて、あらかじめ膨潤させておく。膨潤時の無機層状化
合物の眉間間隔は、たとえば、粘土鉱物の場合、150
人程度であるコロイド状無機化合物としては、特に限定
されないが、機能性を考えると、触媒機能などの機能を
持つものが好ましい。このような化合物としては、Ti
0z 、Zr0t 、AJg Os 、Few O8な
どが挙げられ、これらがそれぞれ単独で、あるいは、複
数混合して用いられる。これらのコロイド状無機化合物
は、プラスのチャージを帯びているため、マイナスのチ
ャージを帯びている粘土鉱物などの無機層状化合物とコ
ンプレックスを作り、無機層状化合物の表面や眉間に付
着する。そして、超臨界状態での乾燥により、微粒子と
なる。コロイド状無機化合物として、シリカゾルなどを
用いる場合には、その粒子の表面を、陽イオン性無機化
合物やアルコラードなどであらかじめ化学的に修飾する
工程が必要であったり、そのように修飾されたものを用
いる必要があったりする。
しかし、上に例示したコロイド状無機化合物だと、たと
えば、市販のゾルをそのまま使用することが可能になり
、量産効果を得ることもできる。
えば、市販のゾルをそのまま使用することが可能になり
、量産効果を得ることもできる。
コロイド状無機化合物の粒径(平均粒径)についても、
この発明では、特に限定されないが、たとえば、50〜
200人程度の粒径とされる。たとえば、’p i O
*ゾルは、粒径150人程度、アルミナゾルは、粒径1
80〜200人程度である。コロイド状無機化合物の粒
径は、コロイド状無機化合物が無機層状化合物の眉間へ
の挿入反応を行うか否かに影響を与えるが、この発明で
は、無機層状化合物の眉間への挿入反応を行わない程度
の粒径であってもよい。
この発明では、特に限定されないが、たとえば、50〜
200人程度の粒径とされる。たとえば、’p i O
*ゾルは、粒径150人程度、アルミナゾルは、粒径1
80〜200人程度である。コロイド状無機化合物の粒
径は、コロイド状無機化合物が無機層状化合物の眉間へ
の挿入反応を行うか否かに影響を与えるが、この発明で
は、無機層状化合物の眉間への挿入反応を行わない程度
の粒径であってもよい。
また、この発明では、有機ピラー材を、単独で、または
、コロイド状無機化合物とともに、前記膨潤性無機層状
化合物と混合および挿入することもできる。有機ピラー
材としては、特に限定はないが、たとえば、水溶性高分
子化合物、第4級アンモニウム塩、高級脂肪酸、両性界
面活性剤およびコリン化合物の中から選ばれた少なくと
も1つが使用される。有機ピラー材をコロイド状無機化
合物とともに、膨潤性無機層状化合物と混合したり、膨
潤性無機層状化合物の眉間に挿入したりすると、第3図
にみるように、有機ピラー材5が、無機多孔体1の層1
1.11間を押し拡げて保持したり、(無機層状化合物
の粒子間および/または眉間に存在する)コロイド状無
機化合物4.4間に存在してコロイド状無機化合物の凝
集を防いだり、層11.11間に挿入されたコロイド状
無機化合物4の動きを鈍くしてこの層11,11間にと
どめたりする働きをする。この働きのためには、水溶性
高分子化合物および/または第4級アンモニウム塩を用
いるのが好ましい。
、コロイド状無機化合物とともに、前記膨潤性無機層状
化合物と混合および挿入することもできる。有機ピラー
材としては、特に限定はないが、たとえば、水溶性高分
子化合物、第4級アンモニウム塩、高級脂肪酸、両性界
面活性剤およびコリン化合物の中から選ばれた少なくと
も1つが使用される。有機ピラー材をコロイド状無機化
合物とともに、膨潤性無機層状化合物と混合したり、膨
潤性無機層状化合物の眉間に挿入したりすると、第3図
にみるように、有機ピラー材5が、無機多孔体1の層1
1.11間を押し拡げて保持したり、(無機層状化合物
の粒子間および/または眉間に存在する)コロイド状無
機化合物4.4間に存在してコロイド状無機化合物の凝
集を防いだり、層11.11間に挿入されたコロイド状
無機化合物4の動きを鈍くしてこの層11,11間にと
どめたりする働きをする。この働きのためには、水溶性
高分子化合物および/または第4級アンモニウム塩を用
いるのが好ましい。
水溶性高分子化合物としては、特に限定はなく、たとえ
ば、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(CMC)、ポリアクリル酸、ポ
リアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドンなどが挙げられ、それぞれ、単独でまたは2
種以上併せて使用される。
ば、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(CMC)、ポリアクリル酸、ポ
リアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドンなどが挙げられ、それぞれ、単独でまたは2
種以上併せて使用される。
第4級アンモニウム塩および高級脂肪酸としては、種々
のものが考えられるが、その中でも、オクタデシル基、
ヘキサデシル基、テトラデシル基およびドデシル基など
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、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などが
、また、高級脂肪酸としては、パルミチン酸(ヘキサデ
シル酸)、ステアリン酸(オクタデシル酸)、オレイン
酸(cis−9−オクタデセン酸)、リノール酸(ci
s−9、cis−12−オクタデカジエン酸)などが、
それぞれ、単独でまたは2種以上併せて使用される。
のものが考えられるが、その中でも、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など
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、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などが
、また、高級脂肪酸としては、パルミチン酸(ヘキサデ
シル酸)、ステアリン酸(オクタデシル酸)、オレイン
酸(cis−9−オクタデセン酸)、リノール酸(ci
s−9、cis−12−オクタデカジエン酸)などが、
それぞれ、単独でまたは2種以上併せて使用される。
コリン化合物も、種々のものが考えられるが、たとえば
、(HOCH* CHg N (CHg )x )”0
H−(すなわち、Cs H+sNO* ) 、Cs H
t4(INOlC,H,、N0C4H,O,、C,H目
NOCm Ht Ov 、Cs HraNOC−HI2
07が好ましいものとして挙げられ、それぞれ、単独で
または2種以上併せて使用される。
、(HOCH* CHg N (CHg )x )”0
H−(すなわち、Cs H+sNO* ) 、Cs H
t4(INOlC,H,、N0C4H,O,、C,H目
NOCm Ht Ov 、Cs HraNOC−HI2
07が好ましいものとして挙げられ、それぞれ、単独で
または2種以上併せて使用される。
両性界面活性剤としては、種々のものが考えられるが、
その中でも、陽イオン部が脂肪族アミン型で、かつ、陰
イオン部がカルボキシル基、硫酸エステル基、スルホン
基、および、リン酸エステル基の中から選ばれた少なく
とも1つの基を有するものが好ましい。
その中でも、陽イオン部が脂肪族アミン型で、かつ、陰
イオン部がカルボキシル基、硫酸エステル基、スルホン
基、および、リン酸エステル基の中から選ばれた少なく
とも1つの基を有するものが好ましい。
この発明に有機ピラー材を用いる場合、有機ピラー材と
しては、膨潤性無機層状化合物の眉間に挿入可能なもの
であれば、上記以外のものを使用することもできる。
しては、膨潤性無機層状化合物の眉間に挿入可能なもの
であれば、上記以外のものを使用することもできる。
続いて、より具体的に説明する。あらかじめ膨潤させて
おいた無機層状化合物に、コロイド状無機化合物を滴下
して加え、混合する。混合時の温度は、特に限定されな
いが、60〜70℃前後であることが望ましい。無機層
状化合物と混合されたコロイド状無機化合物は、すべて
無機層状化合物の眉間に挿入される場合と、すべて無機
層状化合物の眉間に挿入されない場合と、無機層状化合
物の眉間に挿入されたものと挿入されないものとが混在
する場合がある。これらの違いは、無機層状化合物の膨
潤時の眉間間隔と、コロイド状無機化合物の粒径との大
小によりもたらされる。
おいた無機層状化合物に、コロイド状無機化合物を滴下
して加え、混合する。混合時の温度は、特に限定されな
いが、60〜70℃前後であることが望ましい。無機層
状化合物と混合されたコロイド状無機化合物は、すべて
無機層状化合物の眉間に挿入される場合と、すべて無機
層状化合物の眉間に挿入されない場合と、無機層状化合
物の眉間に挿入されたものと挿入されないものとが混在
する場合がある。これらの違いは、無機層状化合物の膨
潤時の眉間間隔と、コロイド状無機化合物の粒径との大
小によりもたらされる。
以上のような反応溶液を遠心分離して試料をゲル状態化
したのち、ヘラ等で板状に配向させる。
したのち、ヘラ等で板状に配向させる。
この板状体を、超臨界状態で乾燥する。もちろん、反応
液に入っている状態から乾燥を始めるようにしてもよい
。
液に入っている状態から乾燥を始めるようにしてもよい
。
ここに、超臨界状態とは、臨界点を超えた場合のみでは
なく、ちょうど臨界点にあるものも含む。超臨界状態を
作るための方法としては、例えば、眉間に含有されてい
る水等、膨潤性層状化合物が保持含有する溶媒を直接加
熱・加圧して、その臨界点以上の状態に到達させるよう
にする方法もあるが、このような方法では、水の臨界点
が臨界温度374.2℃、臨界圧217.6atmとい
う、きわめて高い値であるため、オートクレーブなどを
用いなければならな(なる。これを避けるためには、膨
潤性層状化合物中の水を、例えば、エタノールで置換し
たのち、さらに、二酸化炭素を加えてゆき、徐々にエタ
ノールを二酸化炭素に置換しながら、二酸化炭素とエタ
ノールの2成分系の臨界点以上の温度、圧力に加熱加圧
して超臨界状態を出現させるようにすればよい。この場
合、臨界点以上の二酸化炭素を系に送り込んで置換させ
るようにすることもできる。
なく、ちょうど臨界点にあるものも含む。超臨界状態を
作るための方法としては、例えば、眉間に含有されてい
る水等、膨潤性層状化合物が保持含有する溶媒を直接加
熱・加圧して、その臨界点以上の状態に到達させるよう
にする方法もあるが、このような方法では、水の臨界点
が臨界温度374.2℃、臨界圧217.6atmとい
う、きわめて高い値であるため、オートクレーブなどを
用いなければならな(なる。これを避けるためには、膨
潤性層状化合物中の水を、例えば、エタノールで置換し
たのち、さらに、二酸化炭素を加えてゆき、徐々にエタ
ノールを二酸化炭素に置換しながら、二酸化炭素とエタ
ノールの2成分系の臨界点以上の温度、圧力に加熱加圧
して超臨界状態を出現させるようにすればよい。この場
合、臨界点以上の二酸化炭素を系に送り込んで置換させ
るようにすることもできる。
超臨界状態にある流体を系から脱出させることによって
乾燥が終わる。
乾燥が終わる。
このような方法により、乾燥時の前記凝集・凝縮を防止
することができ、乾燥前の構造がそのまま保持され、き
わめて多孔性に富み細孔容積の大きい無機多孔体が得ら
れるのである。熱風乾燥、あるいは、凍結乾燥で乾燥さ
れてなる無機多孔体では、この発明の無機多孔体に比べ
て、細孔容積が著しく少ない。それは、乾燥前の構造を
うまく保持できないからである。
することができ、乾燥前の構造がそのまま保持され、き
わめて多孔性に富み細孔容積の大きい無機多孔体が得ら
れるのである。熱風乾燥、あるいは、凍結乾燥で乾燥さ
れてなる無機多孔体では、この発明の無機多孔体に比べ
て、細孔容積が著しく少ない。それは、乾燥前の構造を
うまく保持できないからである。
なお、溶媒として利用できる流体は上記のものに限らな
い。実用の範囲で臨界流体化することが可能なものは、
種々あるが、例えば、エタノール、メタノール、二酸化
炭素、ジクロロジフルオロメタン、エチレンなどが挙げ
られる。
い。実用の範囲で臨界流体化することが可能なものは、
種々あるが、例えば、エタノール、メタノール、二酸化
炭素、ジクロロジフルオロメタン、エチレンなどが挙げ
られる。
上記超臨界状態を作る際に、超臨界条件を選定して乾燥
を行えば、眉間に含有されている有機物を超臨界流体中
に抽出することができる。したがって、眉間に層間隔を
押し拡げて保持するための有機ピラー材が挿入されてい
る場合には、適宜選定した超臨界条件で乾燥を行うよう
にすれば、有機ピラー材のみを抽出、除去することが可
能となる。このようにすれば、乾燥後の試料を、焼成し
なくても、有機ピラー材を除去することができる。焼成
工程を省略することができるとともに、焼成後の眉間に
カーボンが残存し、触媒作用等の利用を制限するといっ
た問題も解消させられる。
を行えば、眉間に含有されている有機物を超臨界流体中
に抽出することができる。したがって、眉間に層間隔を
押し拡げて保持するための有機ピラー材が挿入されてい
る場合には、適宜選定した超臨界条件で乾燥を行うよう
にすれば、有機ピラー材のみを抽出、除去することが可
能となる。このようにすれば、乾燥後の試料を、焼成し
なくても、有機ピラー材を除去することができる。焼成
工程を省略することができるとともに、焼成後の眉間に
カーボンが残存し、触媒作用等の利用を制限するといっ
た問題も解消させられる。
なお、参考のために、主要な流体についての臨界条件を
第1表に示した。
第1表に示した。
第 1 表
この発明にかかる無機多孔体は、比表面積が大きいこと
から、消臭作用、吸着作用、触媒作用などを有するもの
として利用することができる。また、細孔容積が大きい
ため、断熱材などとして利用することもできる。しかし
、この発明の無機多孔体の用途は、これらに限定されな
い。
から、消臭作用、吸着作用、触媒作用などを有するもの
として利用することができる。また、細孔容積が大きい
ため、断熱材などとして利用することもできる。しかし
、この発明の無機多孔体の用途は、これらに限定されな
い。
以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記のものに限定されない。
が、この発明は下記のものに限定されない。
一実施例1−
水で膨潤させておいた膨潤性層状化合物であるNa−モ
ンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製クニピアF)
の0.8wt%水溶液に、コロイド状無機化合物である
Tie、ゾル(日産化学工業株式会社製特注品)を滴下
、混合し、60℃で1.5時間、反応させた。
ンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製クニピアF)
の0.8wt%水溶液に、コロイド状無機化合物である
Tie、ゾル(日産化学工業株式会社製特注品)を滴下
、混合し、60℃で1.5時間、反応させた。
反応後、エタノールによる洗浄−遠心分離を数回繰り返
し、ヘラで板状に配向させ、比較的臨界点の低い二酸化
炭素(Co、)を添加しながら、40℃、80気圧で8
時間、乾燥して無機多孔体を得た。
し、ヘラで板状に配向させ、比較的臨界点の低い二酸化
炭素(Co、)を添加しながら、40℃、80気圧で8
時間、乾燥して無機多孔体を得た。
なお、各成分の混合比は、重量比で、
Na−モンモリロナイト:Ti0t =1 :0.6で
ある。
ある。
一実施例2一
実施例1において、Na−モンモリロナイトのかわりに
、合成スメクタイト(クニミネ工業株式会社製スメクト
ン)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして無機
多孔体を得た。
、合成スメクタイト(クニミネ工業株式会社製スメクト
ン)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして無機
多孔体を得た。
一実施例3一
実施例1において、Na−モンモリロナイトのかわりに
、合成雲母(トピーエ業株式会社製ナトリウム四ケイ素
雲母)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして無
機多孔体を得た。
、合成雲母(トピーエ業株式会社製ナトリウム四ケイ素
雲母)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして無
機多孔体を得た。
実施例4
実施例1において、コロイド状無機化合物としてAlx
Osゾル(日産化学工業株式会社製アルミナゾル−2
00)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして無機
多孔体を得た。
Osゾル(日産化学工業株式会社製アルミナゾル−2
00)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして無機
多孔体を得た。
一実施例5−
水で膨潤させておいた膨潤性層状化合物であるNa−モ
ンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製クニピアF)
の0.8wt%水溶液に、コロイド状無機化合物である
’l’ i 0 tゾル(日産化学工業株式会社製特注
品)を滴下、混合し、60℃で1.5時間、反応させた
。
ンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製クニピアF)
の0.8wt%水溶液に、コロイド状無機化合物である
’l’ i 0 tゾル(日産化学工業株式会社製特注
品)を滴下、混合し、60℃で1.5時間、反応させた
。
次に、この混合物へ有機ピラー材として、第4級アンモ
ニウム塩(日本油脂株式会社カチオンAB・・・オクタ
デシルトリメチルアンモニウムクロライド)を加え、6
0℃で1.5時間反応させた。
ニウム塩(日本油脂株式会社カチオンAB・・・オクタ
デシルトリメチルアンモニウムクロライド)を加え、6
0℃で1.5時間反応させた。
反応後、エタノールによる洗浄−遠心分離を数回繰り返
し、ヘラで板状に配向させ、比較的臨界点の低い二酸化
炭素を添加しながら、40℃、80気圧で8時間、乾燥
して無機多孔体を得た。
し、ヘラで板状に配向させ、比較的臨界点の低い二酸化
炭素を添加しながら、40℃、80気圧で8時間、乾燥
して無機多孔体を得た。
なお、各成分の混合比は、重量比で、
Na−モンモリロナイト:Ti0g :第4級アンモ
ニウム塩−t:o、s:1である。
ニウム塩−t:o、s:1である。
−比較例
実施例1において、乾燥を60℃での熱風乾燥としたこ
と以外は、実施例1と同様にして無機多孔体を得た。
と以外は、実施例1と同様にして無機多孔体を得た。
実施例1〜5および比較例の各無機多孔体について、比
表面積、細孔容積および消臭特性を調べ、結果を第2表
に示した。なお、第2表には、無機多孔体の原材料と乾
燥条件も示した。
表面積、細孔容積および消臭特性を調べ、結果を第2表
に示した。なお、第2表には、無機多孔体の原材料と乾
燥条件も示した。
比表面積および細孔容積は、窒素吸着法におけるBET
の方法を利用して調べた。
の方法を利用して調べた。
消臭特性測定のため、臭気成分としてトリメチルアミン
、および、メチルメルカプタンをそれぞれ用いた下記の
2つの消臭実験を行った。
、および、メチルメルカプタンをそれぞれ用いた下記の
2つの消臭実験を行った。
実験■ 300mj+の三角フラスコに、無機多孔体を
0.3g入れ、栓で三角フラスコの口を密封した。つい
で、密封した三角フラスコ内にメチルメルカプタン(9
,16体積%)を100倍希釈したものを5 m l注
入し、1分間放置後、UVを照射してから三角フラスコ
内のガスを1mj!サンプリングしてガスクロマトグラ
フで測定した。分析の結果、完全に消臭(ガスクロマト
グラフの測定値Oppm)した場合は、そのときのサン
プリングするまでの時間を調べた。完全に消臭しない場
合には、ガスクロマトグラフの測定値がほぼ一定値に落
ち着くまでの時間を調べた。
0.3g入れ、栓で三角フラスコの口を密封した。つい
で、密封した三角フラスコ内にメチルメルカプタン(9
,16体積%)を100倍希釈したものを5 m l注
入し、1分間放置後、UVを照射してから三角フラスコ
内のガスを1mj!サンプリングしてガスクロマトグラ
フで測定した。分析の結果、完全に消臭(ガスクロマト
グラフの測定値Oppm)した場合は、そのときのサン
プリングするまでの時間を調べた。完全に消臭しない場
合には、ガスクロマトグラフの測定値がほぼ一定値に落
ち着くまでの時間を調べた。
実験■ 30 Qm4の三角フラスコに、多孔体を0.
3g入れ、栓で三角フラスコの口を密封した。ついで、
密封した三角フラスコ内にトリメチルアミン(9,48
体積%)を1ml注入し、その後、1分後に三角フラス
コ内のガスをQ、 5 m j!サンプリングしてガス
クロマトグラフで調べた。分析の結果、完全に消臭(ガ
スクロマトグラフの測定値Oppm ) L、た場合は
、上記操作を繰り返し、完全に消臭しない場合はサンプ
リングするまでの時間を延ばしてゆき、完全に消臭する
までの時間を調べた。
3g入れ、栓で三角フラスコの口を密封した。ついで、
密封した三角フラスコ内にトリメチルアミン(9,48
体積%)を1ml注入し、その後、1分後に三角フラス
コ内のガスをQ、 5 m j!サンプリングしてガス
クロマトグラフで調べた。分析の結果、完全に消臭(ガ
スクロマトグラフの測定値Oppm ) L、た場合は
、上記操作を繰り返し、完全に消臭しない場合はサンプ
リングするまでの時間を延ばしてゆき、完全に消臭する
までの時間を調べた。
なお、測定等に用いた機器の主なものは以下の通りであ
る。
る。
窒素吸着法・・・カンタクローム社製の商標オートソー
プ6 超臨界乾燥装置・・・住友重機工業株式会社製の超臨界
流出装置 第2表にみるように、実施例1とこれに対応する比較例
とを対比すると明らかに、この発明にかかる無機多孔体
は、比表面積、細孔容積および空隙の大きさが大きくな
っている。このため、この発明にかかる無機多孔体は、
優れた消臭性(吸着性あるいは触媒機能)が発揮される
。また、実施例1と5とを対比すると、有機ピラー材を
用いると、より効果が高まっているのがわかる。
プ6 超臨界乾燥装置・・・住友重機工業株式会社製の超臨界
流出装置 第2表にみるように、実施例1とこれに対応する比較例
とを対比すると明らかに、この発明にかかる無機多孔体
は、比表面積、細孔容積および空隙の大きさが大きくな
っている。このため、この発明にかかる無機多孔体は、
優れた消臭性(吸着性あるいは触媒機能)が発揮される
。また、実施例1と5とを対比すると、有機ピラー材を
用いると、より効果が高まっているのがわかる。
請求項1〜5の各発明にかかる無機多孔体は、以上に述
べたように、乾燥前の多孔性がうまく保たれ、大きな比
表面積・細孔容積と、十分な大きさの空隙を持ち、その
ため優れたIl能を発揮する請求項2〜5の各発明にか
かる無機多孔体は、以上に述べたように、使用された有
機ピラー材が支柱となって無機層状化合物の眉間を十分
に拡げたり、コロイド状無機化合物同土間に存在して凝
集を防いだり、無機層状化合物の眉間に挿入されたコロ
イド状無機化合物の動きを鈍くして層間にとどめたりす
る働きをする。このため、無機層状化合物は、眉間に十
分な空隙を持つようになり、さらに細孔容積が増え、多
孔性が増す。しかも、有機ピラー材自体は、乾燥条件に
よれば、超臨界状態での乾燥により除去されるので、有
機ピラー材除去のための焼成工程が不要となり、炭素分
が無機多孔体に残ることもないため、たいへん望ましい
。
べたように、乾燥前の多孔性がうまく保たれ、大きな比
表面積・細孔容積と、十分な大きさの空隙を持ち、その
ため優れたIl能を発揮する請求項2〜5の各発明にか
かる無機多孔体は、以上に述べたように、使用された有
機ピラー材が支柱となって無機層状化合物の眉間を十分
に拡げたり、コロイド状無機化合物同土間に存在して凝
集を防いだり、無機層状化合物の眉間に挿入されたコロ
イド状無機化合物の動きを鈍くして層間にとどめたりす
る働きをする。このため、無機層状化合物は、眉間に十
分な空隙を持つようになり、さらに細孔容積が増え、多
孔性が増す。しかも、有機ピラー材自体は、乾燥条件に
よれば、超臨界状態での乾燥により除去されるので、有
機ピラー材除去のための焼成工程が不要となり、炭素分
が無機多孔体に残ることもないため、たいへん望ましい
。
請求項3〜5の各発、明にかかる無機多孔体は、使用さ
れたコロイド状無機化合物が機能性を有するため、コロ
イド状無機化合物が無機層状化合物の粒子間および/ま
たは眉間に存在することにより、機能性の付与されたも
のとなっている。
れたコロイド状無機化合物が機能性を有するため、コロ
イド状無機化合物が無機層状化合物の粒子間および/ま
たは眉間に存在することにより、機能性の付与されたも
のとなっている。
請求項4.5の各発明にかかる無機多孔体は、使用され
た無機層状化合物が無機多孔体に用いるのに好ましいも
のであるため、多孔性、機能性の良いものとなっている
。
た無機層状化合物が無機多孔体に用いるのに好ましいも
のであるため、多孔性、機能性の良いものとなっている
。
請求項5の発明にかかる無機多孔体は、膨潤状態にある
膨潤性無機層状化合物が含んでいる流体が、水よりも緩
やかな超臨界状態を実現できるので、緩やかな条件での
乾燥により得られる。
膨潤性無機層状化合物が含んでいる流体が、水よりも緩
やかな超臨界状態を実現できるので、緩やかな条件での
乾燥により得られる。
第1図は請求項1の発明にかかる無機多孔体の1実施例
の拡大模式図、第2図はその一部分の拡大模式図、第3
図は請求項2の発明にかかる無機多孔体の1実施例の一
部分の拡大模式図、第4図は無機層状化合物の膨潤を表
す模式説明図である1・・・無機層状化合物 3・・・
溶媒 4・・・コロイド状無機化合物 5・・・有機ピ
ラー材 10・・・無機多孔体 11・・・無機層状化
合物の層
の拡大模式図、第2図はその一部分の拡大模式図、第3
図は請求項2の発明にかかる無機多孔体の1実施例の一
部分の拡大模式図、第4図は無機層状化合物の膨潤を表
す模式説明図である1・・・無機層状化合物 3・・・
溶媒 4・・・コロイド状無機化合物 5・・・有機ピ
ラー材 10・・・無機多孔体 11・・・無機層状化
合物の層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 膨潤状態にある膨潤性無機層状化合物とコロイド状
無機化合物との混合物が超臨界状態で乾燥されてなる無
機多孔体。 2 混合物が有機ピラー材も含む請求項1記載の無機多
孔体。 3 コロイド状無機化合物が、TiO_2、Al_2O
_3、ZrO_2およびFe_2O_3からなる群の中
から選ばれた少なくとも1つである請求項1または2記
載の無機多孔体。 4 膨潤性無機層状化合物が、Na−モンモリロナイト
、Ca−モンモリロナイト、合成ヘクトライト、合成ス
メクタイト、酸性白土および合成雲母からなる群の中か
ら選ばれた少なくとも1つである請求項1ないし3のい
ずれかに記載の無機多孔体。 5 膨潤状態にある膨潤性無機層状化合物が、エタノー
ル、メタノール、二酸化炭素、ジクロロジフルオロメタ
ンおよびエチレンからなる群の中から選ばれた少なくと
も1つの流体を含んでいる請求項1ないし4のいずれか
に記載の無機多孔体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299091A JP2592509B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 無機多孔体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299091A JP2592509B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 無機多孔体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145489A true JPH02145489A (ja) | 1990-06-04 |
| JP2592509B2 JP2592509B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=17868051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299091A Expired - Fee Related JP2592509B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 無機多孔体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592509B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014069461A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 熱転写受像シート |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108706933B (zh) * | 2018-07-10 | 2020-10-27 | 北京新时代寰宇科技发展有限公司 | 一种复合泡沫混凝土及其制备方法与应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385068A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-15 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS63166777A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | セラミツクス前駆体成形体の製造方法 |
| JPS63185871A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-08-01 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPH0292877A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Matsushita Electric Works Ltd | 無機多孔体 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63299091A patent/JP2592509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6385068A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-15 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS63166777A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | セラミツクス前駆体成形体の製造方法 |
| JPH0292877A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Matsushita Electric Works Ltd | 無機多孔体 |
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2592509B2 (ja) | 1997-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |