JPH0371373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は人工アクワクレプタイトの製造法に関
する。天然のアクワクレプタイトは通常クロライ
トや蛇紋岩などの塩基性岩と共に微少量産出する
鉱物であり、マグネシウムの含水ケイ酸塩を主体
とし、このほか鉄、アルミニウムを少量含有して
いるため褐色などに着色したものが採取されてい
る。しかしながら、このものを人工的に製造する
試みはこれまでなされていない。近時、アクワク
レプタイトの結晶構造が明らかにされた（下田、
クレイ サイアンス 第２巻 138〜146頁1965年
発行）が、このものはセピオライト（エードプラ
ス武田薬品工業(株)製）と類似した結晶構造を有
しており、しかもセピオライトと同様に吸着性能
をも有している。従つてセピオライトと同様の用
途を有しているほか、アクワクレプタイト成形品
は水と接触させて、これを吸着させるとパチパチ
と不連続音を発する性質を有していることから、
たとえば河川の洪水警報装置、風呂や水槽の水位
計、おしめの濡れ検知器などの水の吸着を音に変
換するセンサーとして利用することができる。こ
れまでアクワクレプタイトの工業的利用は全く顧
りみられなかつたが、本発明によれば人工のアク
ワクレプタイトの純粋な白色状のものから種々の
純度のものを人工的にかつ大量に生産することが
でき、その工業的利用を可能せしめるものであ
る。 すなわち、本発明はゾル状ケイ酸とマグネシウ
ム化合物とを、マグネシウムとシリコンとの原子
比が 0.48≦Mg／Si≦１ の範囲で混合してケイ酸マグネシウムゲルを生成
せしめ、このゲルのPHを８〜13.5に調整したの
ち、水の存在下に約80〜350℃に加熱することを
特徴とする人工アクワクレプタイトの製造法であ
る。 本発明で用いることのできるゾル状ケイ酸とし
ては、たとえば一般にシリカゾルと呼ばれている
ゾル状のケイ酸（たとえばスノーテツクスＮ日
産化学工業(株)製、カタロイド触媒化成工業(株)製
などの市販品）、たとえば水ガラス、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ
酸アンモニウムなどのケイ酸アルカリの水溶液を
水素イオン型イオン交換樹脂で処理してケイ酸ゾ
ル酸となし、このもののPHを３〜11に調整した水
溶性ゾル、あるいはたとえば水ガラスなどのケイ
酸アルカリの水溶液を、たとえば塩酸、硫酸など
の無機酸の水溶液に投入してできた塩を含むケイ
酸ゾル、さらには同じく酸の水溶液に水ガラスを
投入してしばらく放置して生成したヒドロゲルを
そのまま、あるいは水を用いて洗滌して湿式のま
まで磨砕したゾルなどを挙げることができる。さ
らにまた、湿式で製造したホワイトカーボン、エ
アロジルなどの微粉末ケイ酸を水に分散させてケ
イ酸のゾル状分散体をつくり、これを用いること
もできる。 次に本発明で用いることのできるマグネシウム
化合物としては、たとえば塩化マグネシウム、硫
酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基
性炭酸マグネシウム・アルミニウムなどのマグネ
シウム塩、たとえば酸化マグネシウム、水酸化マ
グネシウムなどのマグネシウム酸化物あるいはマ
グネシウム水酸化物などの無機マグネシウム化合
物および、たとえばマグネシウムアルコラート、
酢酸マグネシウムなどの有機マグネシウム化合物
を用いることができる これらマグネシウム化合物のうちで、特に好ま
しいものとしては、塩化マグネシウム、水酸化マ
グネシウム、あるいは塩基性塩のように中性から
アルカリ性の水の中で水酸基を生成することので
きる塩を挙げることができる。これらマグネシウ
ム化合物は通常固体状のままで用いられるが、水
溶性のものはその水溶性であつてもよい。また、
固体状のものは粉末あるいは微粉状にしたものが
用いられる。 上述ゾル状ケイ酸とマグネシウム化合物とは、
マグネシウムとシリコンとの原子比が0.48≦
Mg／Si≦１、好ましくは0.6≦Mg／Si≦0.75と
なるような範囲の量で混合させる。両者を撹拌し
ながら分散状態で均一に混合すると、ただちにペ
ースト状のケイ酸マグネシウムゲルが生成する。
このようなゲル生成反応は常温で充分進行する
が、必要に応じて加温してもよい。 このようにして得られたケイ酸マグネシウムゲ
ルは、必要に応じて、アンモニア水、モルフオリ
ンなどの有機アミン、エタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどのアルコールアミンを加えて
そのPHを中性からアルカリ性、好ましくは８〜
13.5に調整する。 次いでこのようにそのPHが調整されたケイ酸マ
グネシウムゲルを、水が蒸発しないような状態に
して、約85〜350℃、好ましくは100〜280℃に加
熱する。加熱温度にもよるが、ほぼ10時間から10
日間このような加熱を続けると、アクワクレプタ
イトの結晶が生成する。 生成したアクワクレプタイトの結晶は、たとえ
ば遠心分離や過などの方法によつて採取するこ
とができ、得られた結晶をほぼ100〜300℃で乾燥
することによつて人工アクワクレプタイトが得ら
れる。 このようにして得られた人工のアクワクレプタ
イトは一般に白色状の粉末である。 なお、上記マグネシウム化合物の代りに、その
一部をコバルト、マンガン、ニツケル、鉄、亜
鉛、銅などを含む化合物を用いることにより、通
常のアクワクレプタイトの他に、これら金属イオ
ンの入つた同型の混晶が得られ、金属の種類によ
つて種々の色のついた人工アクワクレプタイトが
得られる。たとえばコバルトの入つた人工アクワ
クレプタイトは、水を吸湿した場合にはピンク色
であるが、乾燥された時は淡青色であり、吸着に
よつて色と音の指示のあるインデイケーターを得
ることもできる。 また、ゲル状ケイ酸とマグネシウムとの混合
は、水の中で行われるが、水の他にグリコール、
ポリエチレングリコール、グリセリンなどの多価
アルコール、あるいは水溶性のセルローズ（ヒド
ロキシエチルセルローズ、メチルセルローズ等）
を加えた系で行つても何らさしつかえない。 本発明で合成された人工アクワクレプタイト
は、第一図に示すような特徴あるＸ線粉末回折を
示す。 以下、実施例を挙げて具体的に説明する。 実施例 １ 10％のSiO₂を含むスノーテツクスＮ（日産化学
工業(株)製 シリカゾル）1.8Kgに水酸化マグネシ
ウムMg（OH）₂116ｇを加えて、家庭用ミキサー
で均一になるまで混合すると白色のスラリーが得
られる。このスラリーを水が蒸発しないように保
管する（このスラリーを以下プレゲルＡと呼ぶ）。 プレゲルＡ約50ｇをとり、一担100℃で水分を
とばし粉末とする。この粉末2.5ｇをとり15％の
アンモニヤ水14mlを加えて、充分撹拌する。この
ものを20mlのテフロン容器に入れて密封し、これ
を内容積100mlのオートクレーブの中に入れ、約
20mlの水を外部に加えて密閉して外部より加熱し
てオートクレーブの内部温度を280〜300℃にし
て、その温度のままで一週間放置する。一週間
後、オートクレーブを冷却して、内部のテフロン
容器をとり出す。内部の白色沈澱を別、水洗し
て後、100℃で乾燥すると、2.2ｇの白色の粉末が
得られる。このもののＸ線粉末回折分析をする
と、第一図に示すチヤートが得られ、アクワクレ
プタイトであることが確認された。 実施例 ２ 実施例１で調製したプレゲルＡから水分を蒸発
させたゲル固形分2.5ｇをとり、これに15％アン
モニヤ水14mlを加えて均一になるよう混合する。
このようなサンプルを10個作成し、下記の条件で
反応させたところ、いずれもアクワクレプタイト
特有のＸ線粉末回折パターンが得られた。なおオ
ートクレーブを用いて加熱する場合は、実施例１
に従い、またウオーターバスを用いて加熱する場
合は、100mlのガラス製のビーカーを用い、この
上に水分の蒸発を防ぐ為にプラスチツク製のシー
トを置き、ゴムバンドで封をした上で加熱した。

【表】 実施例 ３ 実施例１で調製したプレゲルＡスラリーを一週
間放置し、この約100mlをとり、そのまゝ実施例
１に用いたオートクレーブに入れてそのまゝ密封
して230℃で７日間その温度を保つた後、冷却し
て、内部の粉末を採取し、これを濡れたまゝＸ線
粉末回折分析を行つた所、アクワクレプタイトの
特有のパターンを示した。出来たアクワクレプタ
イトを過して、そのまゝ一片１cm厚み５mmの正
方形の板に成形した。これを、そのまゝ自然乾燥
し、300℃に加熱乾燥した所、収縮率20％程度で
アクワクレプタイトの板が得られる。 この板を水の中に入れた所、泡を出してパチパ
チとアクワクレプタイト特有の音を発するのが観
察された。 実施例 ４ 実施例２と同様の反応を、アンモニア水に代え
て、苛性カリ水溶液および苛性ソーダ水溶液を用
いてPHを10に調整した後行なつた。得られた白色
粉末は、Ｘ線粉末回折分析の結果いずれもアクワ
クレプタイト特有のパターンを有していた。

【表】 バス 乾燥
12 NaOH 〃 〃 〃
〃
実施例 ５ ３号水ガラス100ｇをとり、これに撹拌下、水
を加えて200ｇの水溶液とした後、塩酸で洗滌し
たH⁺型イオン交換樹脂（アンバーライトWH三
菱化成工業(株)製）のカラムに、約１時間かゝつて
通過させるとPHが６程度のシリカゾルが得られ
る。これに濃アンモニヤ水16mlを徐々に加えて、
ゾルのPHを10程度に調節して後、このゾルを約90
℃に保つて、水を蒸発させ、SiO₂成分10％程度
のシリカゾルを調整する。このゾル60ｇをとり、
これに酸化マグネシウム粉末４ｇを加えて、家庭
用ミキサーで均一になるまで混合すると、ケイ酸
マグネシウムのクリーム状ゲルが得られる。水を
とばさないようにして一週間放置後、実施例１に
用いたオートクレーブに入れる。封をして180〜
200℃に加熱し、そのまま36時間加熱しつづけた
後、冷却するとペースト状のものが底に沈澱し上
部に水のみの層が出来ていた。デカンテーシヨン
を数回くり返して上澄液のPHが８になるように調
整し、このペーストを過、乾燥して白色の粉末
状結晶を得た。このもののＸ線粉末回折を行つた
ところ（110）の回折強度は弱かつたが、アクワ
クレプタイト特有の特徴あるＸ線粉末回折図を示
した。 実施例 ６ ３号水ガラス100ｇをとり、これに水を加えて
200ｇとした水溶液を作る。この溶液を2N塩酸
100mlの中に徐々に撹拌しながら滴下すると無色
透明な塩化ナトリウムを含むシリカゾルが得られ
る。一昼夜放置するとプリン状のシリカのヒドロ
ゲルが出来るので１位の大きな水の入つた容器
にこのヒドロゲルを移し、一昼夜水で洗滌する。
その後、このヒドロゲルを取り出して、内容積
500mlの磁性のボールミルで約３時間磨砕すると
シリカゾルが得られる。これに9.6ｇの水酸化マ
グネシウムの粉末を加えて磁性のボールと共に約
２時間混合すると白色スラリー状のケイ酸マグネ
シウムゲルが得られる。水洗しながらこのゲルを
取り出して、しばらく放置して、ゲルを沈澱させ
上部の上澄液をデカンテーシヨンで除く。一週間
程放置し、その間デカンテーシヨンをくり返すと
100ml程度のケイ酸マグネシウムゲルが得られる。 これを実施例１に用いたオートクレーブに入れ
封をして、150〜180℃で約１週間加熱しつづけた
後、冷却、結晶した白色部を別し、100℃で１
時間乾燥すると白色粉末状の結晶が得られる。こ
のものは、第１図と同じアクワクレプタイトのＸ
線粉末回折図を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明でえられた人工アクワクレプタ
イトのＸ線粉末回折図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゾル状ケイ酸とマグネシウム化合物とを、マ
   グネシウムとシリコンとの原子比が 0.48≦Mg／Si≦１ の範囲で混合してケイ酸マグネシウムゲルを生成
   せしめ、このゲルのPHを８〜13.5に調整したの
   ち、水の存在下に約80〜350℃に加熱することを
   特徴とする人工アクワクレプタイトの製造法。