JPH03115113A - フッ素マイカの製造方法 - 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〕 本発明は１層状々イ酸塩であるフッ素マイカの製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

マイカの合成法としては、溶融法と同相法の２つに大別
できる。現在、マイカは絶縁材料として用途が最も大き
く、それは大き、な単結晶を必要とするため溶融法によ
って製造されるでいる。一方、同相法によるマイカの合
成も試みられてはいるが、大きな単結晶を得ることは不
可能で、しかも目的物が単一相ではない粉体として得ら
れ、その実用化には難点がある。

しかし、最近では粉体状のマイカの用途開発も注目され
、溶融法で生成した大型結晶を微粉砕して粉体状マイカ
を得る研究開発が活発に行われているが、より低コスト
で単一相の粉体状マイカを合成することが強く求められ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、シリカ源として易反応性のアモルファス
シリカを用いるとともに、出発原料組成をコントロール
することによって、比較的低温度、短時間で単一相の粉
体状マイカを合成できることを見出した。

本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、その目
的は同相法による単一相マイカの製造方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明によれば、（ａ）アモルファスシリカ
１モルと、（ｂ）フッ化ナトリウム、フッ化カリウム及
びフッ化バリウムの中から選ばれた金属フッ化物０．２
５〜０．７５モルと、フッ化リチウム０．２〜０．４と
（ｄ）マグネシウム化合物及び遷移金属化合物の中から
選ばれた金属化合物０．３〜０．５モルからなる混合物
を、加熱反応させることを特徴とするフッ素マイカの製
造方法が提供される。

本発明で（ａ）成分として用いるアモルファスシリカは
、一般には、湿式法で合成されたものであればよく、そ
の履歴は特に限定されない１例えば、珪酸ソーダやアル
コキシドを原料として得られたアモルファスシリカや、
ケイ酸塩鉱石を鉱酸処理して得られるアモルファスシリ
カ等が用いられる。

本発明で（ｂ）成分として用いられる金属フッ化物とし
ては、ＮａＦ、　ＫＦ、　ＢａＦ、の中から選ばれた少
なくとも１種が用いられる。その使用割合は、（ａ）成
分のシリカ１モルに対し、０．２５〜０．７５モルの割
合である。

本発明では、（Ｃ）成分として、ＬｉＦを用いる。その
使用割合は、（ａ）成分のシリカ１モルに対し０．２〜
０．４モルの割合である。また、このＬｉＦは、（ｂ）
成分１モル当り、０．４〜１．０モルの割合にするのが
よい。

本発明においては、ＬｉＦの使用は重要で、このものを
用いない限りマイカ単一組を得ることは不可能である。

本発明で（ｄ）成分として用いる金属化合物及び遷移金
属化合物の中から選ばれた少なくとも１種が用いれる。

遷移金属化合物としては、Ｎｉ、　Ｚｎ、Ｍｎ、　Ｆａ
、　Ｃｏ等が挙げられる。それらの金属化合物の種類と
しては、酸化物、水酸化物、炭酸塩等が挙げられる。こ
の金属化合物は、シリカ１モルに対し、０．３−０．５
モルの割合で用いられる。また、この金属化合物には、
アルミニウム化合物添加することができる。この場合、
アルミニウム化合物の添加割合は、金属化合物１モルに
対し、０〜０．２５モルの割合である。

反応条件は、低温はど単一相を得るためには時間を要し
、高温では磁器製の反応容器との溶着が認められるため
、反応温度は６００〜８５０℃で、特に好ましくは７０
０〜８００℃の範囲である０反応時間は各温度に応じて
決定されるが、１〜３時間で十分である。

上記の条件によって合成されたマイカは、用途によって
は粉砕後、水洗によって未反応の金属フッ化物を溶解し
た後、乾燥したり、あるいは水中に分散されたままで回
収する。未反応金属フン化物の溶解時間は５分程度経過
すれば問題はないが、層間への水分子の吸着量を制御す
るためには分散時間を選定する必要がある。長時間捏水
分子二層型の割合増加する。

上記で得られるマイカはいづれもＩＭＭ結晶であり、こ
れからより規則性の高い構造２Ｍ型ママイカ得るために
は未反応原料溶解後の試料を８５０〜９００℃の温度で
単に加熱すれば良い。

〔作用〕

一般にマイカは、（Ｓｉ、Ａｌ、）四面体層とＭｇ５（
遷移金属）八面体層とが２：１の割合からなるサンドウ
ィッチ構造ユニットが積み重なった層状構造をしており
、四面体層の不足電荷を補う眉間のアルカリイオンによ
って強く結合されている。

本発明により提供されるフッ素マイカは、アルミニウム
の添加のない場合には、四面体層はＳｉのみで、電荷の
不足は八面体層中の金属Ｍ　（Ｍ　：　Ｍｇ又は遷移金
属）をＬｉで置き換えたことによって生じ、他のアルカ
リイオンが眉間に存在する四ケイ素フッ素マイカである
６ 本発明のマイカが単一層で得られる理由は、合成原料に
易反応性のアモルファスシリカを用い、更に厳密に他成
分の量比を規定するとともに、特にフッ化物としてアル
カリ金属フッ化物とＬｉＦの両者を併用したことにより
、−旦中間物質が形成されるものの、５５０℃付近から
結晶化が始まり、シリカ分がクリストバライトに転移し
ないで層状ケイ酸塩に転化されることによるものと考え
られる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 合成原料として蛇紋岩の硫酸溶解で生成したＳｉＯ２分
９９．７％以上（ただし、含まれる水分を除いて換算し
たもので、以後も化学分析値はこれを基準とする）のア
モルファスシリカと市販特許試薬ＭｇＯ。

ＮａＦ、ＬｉＦを用いた。これらをモル比で各々５ｉｎ
２：Ｍｇ０＝１：０．５、ＮａＦ：ＬｉＦ＝１：０．５
．　ＳｉＯ，：ＬｉＦ＝１：０．２５となるように秤量
し、十分均一になるよう混合・粉砕後、白金ルツボに取
り７５０℃に設定した電気炉中で３時間反応させた。反
応後Ｘ線回折法により解析した結果、未反応物質として
ＮａＦのみが認められた。なお、透過型電子顕微鏡観察
の結果、生成マイカは薄い六角板状の自形を呈している
ことが認められた。

ＮａＦを除去するため、水洗し、遠心分離後、固相のＸ
線回折パターンを検討した結果、ＮａＦは完全に消失し
、眉間に水分子が一分子層吸着された膨潤型マイカが共
存するようになった。ＮａＦを除去する前に微粉砕する
と、＠着速度はより早くなり、この粉砕物を水中に５分
間放置後、ガラス板に塗布したものはへきかい面にそっ
て配向することが分かった。更に長時間水中に放置した
ものは水分子が二分子層吸着された膨潤型マイカとなっ
た。

電子顕微鏡観察の結果、これら膨潤型マイカの形態に変
化は認められず、薄い六角板状の自形を保持していた。

さらに、膨潤型試料を加熱した結果、８５０℃、１時間
でより規則性の高い２Ｍ型ママイカの転移が認められ、
９００℃では完全に２Ｍ型のみとなった。

実施例２ 実施例１と同様な出発原料及び混合比で、反応温度を７
００℃、７２５℃、７５０℃、８００℃及び８５０℃と
し、各々反応時間を１−３時間としても、全く上記と同
様な性質を持ったマイカの生成が認められた。

実施例３ 実施例１において、アモルファスシリカとして、珪酸ソ
ーダの硫酸処理で得られたアモルファスのシリカ、及び
アルコキシドを経由し得たアモルファスシリカを用いた
以外は実施例１及び２と同様な反応条件で合成実験を行
った結果、実施例１と同様な性質を持つフッ素マイカの
生成が認められた。

実施例４ 合成原料として実施例１で示したアモルファスシリカ及
び市販試薬ＭｇＯ，ＡＩ（ＯＮ）ａ、　ＮａＦ、　Ｌｚ
Ｆを用いた。これらをモル比で各々ＳｉＯ，／（ＭｇＯ
／Ａｌ、Ｏ，）＝２／１．　ＭｇＯ／Ａｌ、Ｏ，＝１１
．３．ＮａＦ／ＬｉＦ＝２．０、Ｓｉｎ、／ＬｉＦ＝４
゜０となるように採り、７５０℃、３時間で反応させた
。

その結果、これまでと同様な性質を持つマイカの生成が
認められた。

〔発明の効果〕

粉体状マイカはその特有の層状構造を有することから、
それ自体化学工業、窯業、医学等多くの分野での用途が
期待できる６例えば、触媒担体、充填剤、吸着剤、脱臭
剤、セラミックス、塗料、センサー等に適用可能と考え
られる。更に、膨潤性を有するものでは、コロイド形成
能、フィルム形成能、イオン交換能、有機及び無機物質
との複合化能等を生かした巾広い用途が期待できる。

本発明にかかわるマイカの合成法は、さらに他の合成原
料物質とその混合比を選択することによって種々の用途
に適合した組成の単一相マイカを得るために応用できる
ものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）アモルファスシリカ１モルと、（ｂ）フッ
   化ナトリウム、フッ化カリウム及びフッ化バリウムの中
   から選ばれた金属フッ化物０．２５〜０．７５モルと、
   フッ化リチウム０．２〜０．４と（ｄ）マグネシウム化
   合物及び遷移金属化合物の中から選ばれた金属化合物０
   ．３〜０．５モルからなる混合物を、加熱反応させるこ
   とを特徴とするフッ素マイカの製造方法。
2. （２）請求項１で得られたフッ素マイカを８５０〜９０
   ０℃で加熱処理することを説徴とする非膨潤性フッ素マ
   イカの製造方法。
3. （３）該混合物がアルミニウム化合物を含む請求項１又
   は２の方法。