JPH0416509A - Production of zeolite composition - Google Patents

Production of zeolite composition

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JPH0416509A
JPH0416509A JP2115176A JP11517690A JPH0416509A JP H0416509 A JPH0416509 A JP H0416509A JP 2115176 A JP2115176 A JP 2115176A JP 11517690 A JP11517690 A JP 11517690A JP H0416509 A JPH0416509 A JP H0416509A
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zeolite
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玄治 多賀
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Abstract

PURPOSE:To easily produce the stabilized-quality zeolite composition having a specified content of B by bringing an alkaline-earth metal type zeolite of specified composition into contact with B2O3 in the presence of water and drying the product without separating water. CONSTITUTION:An alkaline-earth metal type zeolite shown by the general formula of (kM<1>O.pM<2>O.qM O).lAl2O3.mSiO2.nH2O (M<1> and M<2> are different alkaline-earth metal ion, M<3> is an alkali metal or ammonium ion, k+p+q=1, p/k=0.05 to 1, q=0 to 0.15, l=0.9 to 1.1, m=1.5 to 2.5, m/l <=3 and n>=0) or the calcination product is used as the raw material. The raw material and boron oxide such as B2O3 or boric acid, etc., capable of forming boron oxide by calcination is mixed with water. The water is preferably controlled to about pH8-12. The mixture is dried as such without separating water. A stabilized- quality zeolite composition with its B content strictly controlled is obtained in this way. The composition is sintered at relatively low temp. to obtain a high-density sintered alkaline-earth metal aluminosilicate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低い温度の焼成によってアルカリ土類金属アル
ミノシリケート焼結体となるゼオライト組成物を製造す
る方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a zeolite composition which becomes an alkaline earth metal aluminosilicate sintered body by low temperature calcination.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

1、C,パッケージなどの電子部品に使用される電気絶
縁体は、電気的特性、機械的特性等の点からアルミナな
どの無機粉体の焼結体が最も広く使用されている。該焼
結体は、最近では、焼成前の無機粉体の成形体に電気伝
導性物質を用いて電気回路を印刷した後、該成形体を焼
結することにより、回路を焼付けた電気絶縁体材料とす
る所謂コファイヤーと称される技術で得られることが多
い。しかしながら、一般に無機粉体を焼結させるには高
温を必要とするため高温の焼成温度に耐える高価な電気
伝導性物質しか使用出来ない欠陥があった。
1.C. Sintered bodies of inorganic powders such as alumina are most widely used as electrical insulators used in electronic components such as packages from the viewpoint of electrical properties, mechanical properties, etc. Recently, the sintered body is an electrical insulator in which a circuit is baked by printing an electric circuit using an electrically conductive substance on a molded body of inorganic powder before firing, and then sintering the molded body. It is often obtained using a technique called cofire. However, since sintering of inorganic powder generally requires high temperatures, there is a drawback that only expensive electrically conductive materials that can withstand high sintering temperatures can be used.

例えばアルミナ粉末は1500℃以上の焼成温度で焼結
されるため、該アルミナ粉末を使用しコファイヤーの技
術で電気回路を焼付けた焼結体を得ようとすれば、Mo
、 Mn5−等の高価な電気伝導性物質を使用せざるを
得ない事情がある。しかもこれらの物質は電気伝導性の
点で必ずしも満足出来るものではない欠陥があった。
For example, alumina powder is sintered at a sintering temperature of 1500°C or higher, so if you want to use the alumina powder to obtain a sintered body with an electrical circuit baked in using cofire technology, Mo
There are circumstances that force the use of expensive electrically conductive substances such as Mn5-. Moreover, these materials have a defect in that they are not necessarily satisfactory in terms of electrical conductivity.

そのために電気伝導性の良好なAg、 Au、 Cu等
ココファイヤー出来焼結体の製造が研究されて来た。
For this reason, research has been conducted into producing sintered bodies made of cocofire such as Ag, Au, and Cu, which have good electrical conductivity.

本発明者の一人も例えば特開平1−10006.0号に
おいて特定のカルシウム型ゼオライト粉体を成形し、該
成形物1000℃以下の温度で焼成しアノーサイト系焼
結体を得る方法を提案した。上記方法で得られる焼結体
は従来の焼結体に比べると安価に低温で焼結出来る優れ
た焼結体である。
One of the inventors of the present invention also proposed, for example, in JP-A-1-10006.0, a method for obtaining an anorthite-based sintered body by molding a specific calcium-type zeolite powder and firing the molded product at a temperature of 1000°C or less. . The sintered body obtained by the above method is an excellent sintered body that can be sintered at a lower cost and at a lower temperature than conventional sintered bodies.

さらに、本発明者らは、特願平1−329638号にお
いて、焼成温度の許容範囲を広げるために、特定のアル
カリ土類金属型ゼオライトに酸化ホウ素を混合して焼成
する方法を提案した。
Further, in Japanese Patent Application No. 1-329638, the present inventors proposed a method in which boron oxide is mixed with a specific alkaline earth metal type zeolite and fired in order to widen the allowable range of firing temperature.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記方法のアルカリ土類金属型ゼオライトと酸化ホウ素
との混合は、均一な混合を行なうために水の存在下に行
なわれている。この場合、続いて成形を行なうためには
水をろ過或いは遠心分離等の方法で分離した後、乾燥す
る方法が一般に採用される。
In the above method, the alkaline earth metal type zeolite and boron oxide are mixed in the presence of water in order to achieve uniform mixing. In this case, for subsequent molding, a method is generally adopted in which water is separated by a method such as filtration or centrifugation, and then dried.

しかしながら、アルカリ土類金属を2種以上含むアルカ
リ土類金属型ゼオライトを用いた場合、ろ過により水を
分離すると酸化ホウ素がろ過の方に移行してしまい、ア
ルカリ土類金属型ゼオライト中に残存する酸化ホウ素の
量が減少するという問題が生じた。しかも、アルカリ土
類金属型ゼオライト中に残存する酸化ホウ素の量はろ過
の条件によって受動するため、酸化ホウ素の残存量を制
御することは困難であった。このようなことはアルカリ
土類金属を1種しか含まないゼオライトには見られなか
った現象である。
However, when using an alkaline earth metal type zeolite containing two or more types of alkaline earth metals, when water is separated by filtration, boron oxide is transferred to the filter and remains in the alkaline earth metal type zeolite. A problem arose in that the amount of boron oxide was reduced. Moreover, since the amount of boron oxide remaining in the alkaline earth metal type zeolite depends on the filtration conditions, it has been difficult to control the amount of boron oxide remaining. This is a phenomenon that has not been observed in zeolites containing only one type of alkaline earth metal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明らは、上記した問題を解決し、アルカリ土類金属
型ゼオライト中に残存する酸化ホウ素の量を任意の値に
調節し得る方法について検討した結果、本発明に到達し
た。
The present inventors solved the above-mentioned problems and studied a method for adjusting the amount of boron oxide remaining in an alkaline earth metal type zeolite to an arbitrary value, and as a result, they arrived at the present invention.

即ち、本発明は、 (i)一般式(1) %式%(1) (式中、Ml及びM2は夫々異なるアルカリ土類金属イ
オンで、M′Jはアルカリ金属イオン又はアンモニウム
イオンであり、k +p 十q =1’、 p/k =
 0.05〜l且”’)q=Q−0,15であり、l−
0,9〜1.1  m=1.5〜2.5且っm / l
 = 3以下であり、nは0以上の数である。)で示さ
れるアルカリ土類金属型ゼオライト又は該ゼオライトを
仮焼した非晶質仮焼物と酸化ホウ素又は焼成により酸化
ホウ素となりうるホウ素化合物とを水の存在下で接触さ
せた後、水の分離を行なうことなく乾燥させることを特
徴とするゼオライト組成物の製造方法である。
That is, the present invention provides (i) general formula (1) % formula % (1) (wherein Ml and M2 are different alkaline earth metal ions, M'J is an alkali metal ion or ammonium ion, k + p 1q = 1', p/k =
0.05~l and "') q=Q-0,15, and l-
0.9~1.1 m=1.5~2.5 m/l
= 3 or less, and n is a number of 0 or more. ) or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite and boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination in the presence of water, and then the water is separated. This is a method for producing a zeolite composition characterized by drying without drying.

本発明で最も重要な要件の1つは使用する原料カ上記ノ
ー船式(1)によって特定されたゼオライトである点で
ある。
One of the most important requirements of the present invention is that the raw material used is a zeolite specified by the above formula (1).

ゼオライトはイオン交換体として良く知られた化合物で
あり、そのイオン交換部は種々の陽イオンで置換され、
天然の鉱物又は合成物が知られている。本発明が使用す
る原料は前記一般式(口で示されるゼオライトであるこ
とが必要である。
Zeolite is a well-known compound as an ion exchanger, and the ion exchange part is substituted with various cations.
Natural minerals or synthetics are known. The raw material used in the present invention must be a zeolite represented by the above general formula.

前記一般式(r)中、Ml及びM2は焼成温度を低くす
る必要性から夫々異なるアルカリ土類金属イオンである
ことが必要である。該アルカリ土類金属イオンはマグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のイ
オンが使用出来、これらの内の異なる2種のイオンが共
に前記イオン交換部のMl及びM2を構成している。特
にアルカリ土類金属イオンのうち、カルシウムイオンと
マグネシウムイオンとが共に存在し且つMg/Caがモ
ル比で0.05〜l好ましくは0.05〜0.3の範囲
でイオン交換部の一部又は全部を構成したゼオライトは
焼成時の許容温度の巾を広くすることが出来、しかも焼
成時の温度を更に低下させうるので最も好適である。ま
た前記一般式(1)中、M3はアルカリ金属イオン又は
アンモニウムイオンである。前記一般式(1)で示され
るゼオライトのイオン交換部に該アルカリ金属イオン又
はアンモニウムイオンが含まれることは必ずしも必須で
はないが、その製法上又は人手容易性から、イオン交換
部が全部又は一部アルカリ金属イオンで構成されたゼオ
ライトをイオン交換によって前記一般式で示されるゼオ
ライトとする場合が多いので、アルカリ金属イオンが残
存する場合が多い。しかし該アルカリ金属イオン又はア
ンモニウムイオンは上記だけの理由から規定されるもの
ではな(、前記M1で表示されるアルカリ土類金属イオ
ンと相乗的に作用し、焼成時の温度を低下させる役目も
はたすもので、好ましくはゼオライトのイオン交換部に
アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンが一種又は
二種以上共存するのが好適である。
In the general formula (r), Ml and M2 need to be different alkaline earth metal ions because of the need to lower the firing temperature. As the alkaline earth metal ion, ions such as magnesium, calcium, strontium, barium, etc. can be used, and two different types of ions among these ions together constitute M1 and M2 of the ion exchange section. Particularly, among the alkaline earth metal ions, calcium ions and magnesium ions are present together, and the molar ratio of Mg/Ca is in the range of 0.05 to 1, preferably 0.05 to 0.3, in a part of the ion exchange part. Alternatively, zeolite, which constitutes the entire composition, is most suitable because it can widen the allowable temperature range during calcination and further lower the temperature during calcination. Moreover, in the general formula (1), M3 is an alkali metal ion or an ammonium ion. Although it is not necessarily essential that the ion exchange part of the zeolite represented by the general formula (1) contains the alkali metal ion or ammonium ion, it is preferable that the ion exchange part is contained in all or part of the zeolite due to the manufacturing method or ease of labor. Since zeolite composed of alkali metal ions is often converted into zeolite represented by the above general formula by ion exchange, alkali metal ions often remain. However, the alkali metal ion or ammonium ion is not specified solely for the above reason (it acts synergistically with the alkaline earth metal ion represented by M1 above, and also serves to lower the temperature during firing). Preferably, one or more types of alkali metal ions or ammonium ions coexist in the ion exchange portion of the zeolite.

しかしながら前記一般式(I)中、M3の含有量が多く
なると導電性となるので、該一般式(1)中、qは0.
15以下であるのが好ましい。
However, as the content of M3 in the general formula (I) increases, it becomes conductive, so in the general formula (1), q is 0.
It is preferably 15 or less.

また前記一般式(1)中、5i(h/A l z(h(
モル比)が3を越える組成からなるゼオライトはその焼
結体を得るために一般に高温例えば1200℃以上の焼
成温度を必要とするので本発明の目的に合致しない。更
にまた同様にゼオライトのイオン交換部が実質的にアル
カリ土類金属型でないもの例えばイオン交換部の80%
以上がナトリウム型であるものはその焼結体の電気絶縁
性が良好ではなく、本発明の原料としては使用出来ない
In addition, in the general formula (1), 5i(h/A l z(h(
Zeolite having a composition with a molar ratio exceeding 3 generally requires a high temperature, for example, a calcination temperature of 1,200° C. or higher, to obtain a sintered body thereof, and therefore does not meet the purpose of the present invention. Furthermore, similarly, the ion exchange portion of the zeolite is not substantially alkaline earth metal type, for example, 80% of the ion exchange portion.
Those of the above sodium type do not have good electrical insulation properties of their sintered bodies, and cannot be used as raw materials for the present invention.

上記説明で明らかなように、ゼオライトの焼結温度中を
広げ且つより低温で焼結を達成するために最も好適に使
用されるゼオライトは下記一般式(II)で示されるゼ
オライトである。
As is clear from the above description, the zeolite most preferably used to widen the range of zeolite sintering temperatures and achieve sintering at lower temperatures is the zeolite represented by the following general formula (II).

(kcao−pMgO・qM30) ・I A 1 z
oz−msioz、n)lzO(II )上記式中、M
3はアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり
、k+p+q=l、p/に= 0.05〜1且つq=O
〜0.15であり、l−0、9〜1.1 、 m = 
1.5〜2.5且つm/l=3以下であり、nは0以上
の数である。またM3は必らずしも1種である必要はな
く二種以上のイオンが混在していてもよい。
(kkao-pMgO・qM30) ・I A 1 z
oz-msioz, n)lzO(II) In the above formula, M
3 is an alkali metal ion or ammonium ion, k + p + q = l, p / = 0.05 to 1 and q = O
~0.15, l-0, 9~1.1, m =
1.5 to 2.5 and m/l=3 or less, and n is a number of 0 or more. Moreover, M3 does not necessarily have to be one type of ion, and two or more types of ions may be mixed together.

一般にゼオライトが前記一般式(I)及び(II)で示
されるゼオライトであるか否かは元素分析、X線回折に
よって容易に判定出来る。特にアルカリ土類金属系のゼ
オライトはその種類によって特徴的回折角を有すること
がその種類ごとに知られているので上記判定は極めて容
易である。代表的なアルカリ土類金属系のゼオライトの
X線チャートを例示すると、ゼオライトA型はX線回折
チャートの2θで29.8°、27.0° 23.9°
及び21.5°に回折角を有し、ゼオライトX型は23
.2°、26.6°及び30.9°に回折角を有する。
Generally, whether a zeolite is a zeolite represented by the above general formulas (I) or (II) can be easily determined by elemental analysis and X-ray diffraction. In particular, it is known that each type of alkaline earth metal-based zeolite has a characteristic diffraction angle, so the above determination is extremely easy. To illustrate the X-ray chart of a typical alkaline earth metal zeolite, zeolite type A has an X-ray diffraction chart of 2θ of 29.8°, 27.0°, and 23.9°.
and has a diffraction angle of 21.5°, and zeolite type X has a diffraction angle of 23
.. It has diffraction angles at 2°, 26.6° and 30.9°.

また一般に本発明の原料として好適に使用されるのは入
手の容易さから、ゼオライ1−5A、ゼオライトX、ジ
スモンド沸石、グク沸石又はこれらのイオン交換部を必
要に応じてイオン交換したゼオライトである。
In addition, in general, zeolite 1-5A, zeolite .

また、前記ゼオライトを仮焼して得られた非晶質仮焼物
はゼオライトを焼結する場合に比較して焼結時の体積収
縮性が小さいので、しばしば好適に採用される。特にコ
ファイヤー技術によって焼結体を得る場合は一旦ゼオラ
イドを非晶質仮焼物を経由する原料形態が好適である。
Further, the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite has a smaller volumetric shrinkage during sintering than that of sintering the zeolite, and is therefore often suitably employed. Particularly when obtaining a sintered body by cofire technology, it is preferable to use a raw material form in which the zeolide is first passed through an amorphous calcined product.

前記ゼオライトは好都合なことに、低温で仮焼すること
により一旦非晶質化合物に相転移し、更に高温で焼成す
ると結晶物に相転移する。そして−旦上記結晶物になる
とその焼結体を得るためには1200℃或いはそれ以上
の高温を必要とする。
Advantageously, the zeolite once undergoes a phase transition into an amorphous compound by being calcined at a low temperature, and undergoes a phase transition into a crystalline compound when further calcined at a high temperature. Once the crystalline material is formed, a high temperature of 1200 DEG C. or higher is required to obtain the sintered body.

前記ゼオライトが非晶質仮焼物へ相転移する条件はゼオ
ライトの種類によっても多少異なるが一般には750℃
〜900℃の温度下に1〜5時間仮焼することによって
非晶質仮焼物を得ることが出来る。
The conditions for the phase transition of the zeolite to an amorphous calcined product vary somewhat depending on the type of zeolite, but generally it is 750°C.
An amorphous calcined product can be obtained by calcining at a temperature of ~900°C for 1 to 5 hours.

前記説明から明らかなように非晶質仮焼物を得るるは結
晶物の晶出かない条件を選ぶことが必要である。また非
晶質仮焼物は安定した状態で存在するので、非晶質仮焼
物を得る条件を予め決定してゼオライトを仮焼すること
が必要である。また上記仮焼に際し、前記ゼオライトの
組成比等大きく逸脱しない限り、アルミナ、シリカ、カ
ルシア等の粉体を混合して仮焼することは必要に応して
選択出来る態様である。
As is clear from the above description, in order to obtain an amorphous calcined product, it is necessary to select conditions that do not cause crystallization. Furthermore, since the amorphous calcined product exists in a stable state, it is necessary to determine the conditions for obtaining the amorphous calcined product in advance and calcinate the zeolite. Further, during the above-mentioned calcination, it is possible to mix powders such as alumina, silica, calcia, etc. and perform calcination as necessary, as long as the composition ratio of the zeolite does not deviate greatly.

本発明の原料の一成分であるゼオライト又は該ゼオライ
トを仮焼して得られた非晶質仮焼物は、必要な粒度の粉
体として使用すればよい。一般には市販の粒状製品をそ
のまま使用出来るが、好ましくは平均粒子径が5μm以
下、好ましくは2μm以下の粉体を使用するのが好まし
い。
The zeolite, which is a component of the raw material of the present invention, or the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite may be used as a powder with a required particle size. Generally, commercially available granular products can be used as they are, but it is preferable to use powder having an average particle diameter of 5 μm or less, preferably 2 μm or less.

本発明で使用する原料の他の成分は酸化ホウ素又は焼成
によって酸化ホウ素となりうるホウ素化合物である。該
酸化ホウ素又はホウ素化合物は前記ゼオライト又はその
非晶質仮焼物に配合することにより焼結温度を低下させ
うるだけでなく焼成温度巾を大巾に改善出来る利点を有
する。該酸化ホウ素又はホウ素化合物がどのような作用
によってこれらの効果をもたらすのかその機構は明らか
ではないが、特定のゼオライトの焼成温度巾が10℃前
後しか許容されないのに対して本発明により得られるゼ
オライト組成物にあっては50〜150℃或いはそれ以
上の焼成温度巾をとり得る効果は工業的に計り知れない
利点がある。
Another component of the raw material used in the present invention is boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination. The boron oxide or boron compound has the advantage of not only being able to lower the sintering temperature but also greatly improving the sintering temperature range by being blended with the zeolite or its amorphous calcined product. Although the mechanism by which the boron oxide or boron compound brings about these effects is not clear, the calcination temperature range of certain zeolites is only allowed to be around 10°C, whereas the zeolite obtained by the present invention For compositions, the effect of being able to take a firing temperature range of 50 to 150°C or more is an immeasurable industrial advantage.

本発明で使用するホウ素化合物は前記の通り、焼成によ
って酸化ホウ素となりうるちのであれば如何なる化合物
であっけもよい。一般に入手が容易のため好適に使用さ
れる酸化ホウ素及びホウ素化合物の代表的なものをより
具体的に例示すると次の通りである。即ち、例えば、三
酸化ホウ素、二酸化ホウ素等の酸化ホウ素;オルトホウ
酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のホウ酸;窒化ホウ素;炭
化ホウ素等のホウ素化合物が好適に使用される。
As mentioned above, the boron compound used in the present invention may be any compound as long as it can be converted into boron oxide by firing. More specific examples of boron oxide and boron compounds that are generally easily available and are preferably used are as follows. That is, for example, boron oxides such as boron trioxide and boron dioxide; boric acids such as orthoboric acid, metaboric acid, and tetraboric acid; boron nitride; and boron compounds such as boron carbide are preferably used.

前記酸化ホウ素又はホウ素化合物の配合割合は焼成温度
の許容範囲を拡げる度合で異なるが一般にはB20.と
して0.1〜20−t%、好ましくは0.5〜lowt
%の範囲から選べば好適である。
The blending ratio of the boron oxide or boron compound varies depending on the extent to which the allowable range of firing temperature is expanded, but is generally B20. as 0.1-20-t%, preferably 0.5-lowt
It is preferable to select from the range of %.

前記ゼオライト又はゼオライトを仮焼した非晶質仮焼物
と上記した酸化ホウ素又はホウ素化合物とは、水の存在
下に混合することが必須である。
It is essential that the zeolite or the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite and the boron oxide or boron compound described above be mixed in the presence of water.

上記した夫々の粉体を乾式混合した場合には混合が十分
に行なわれず、また上記した夫々の粉体を有機溶媒中で
混合した場合は、酸化ホウ素又はホウ素化合物を添加し
ても焼成温度の許容範囲が拡がらないために好ましくな
い。
When the above-mentioned powders are dry mixed, they are not mixed sufficiently, and when the above-mentioned powders are mixed in an organic solvent, even if boron oxide or a boron compound is added, the firing temperature cannot be maintained. This is not desirable because the tolerance range is not widened.

混合に使用する水には酸又はアルカリを添加することが
好ましく、特にアルカリとしてアンモニアを添加してρ
)l=8.0〜12.0、好ましくはpn=9、0〜1
1.0の範囲に調整することが、酸化ホウ素又はホウ素
化合物の添加効果が顕著であるために好ましい。
It is preferable to add an acid or alkali to the water used for mixing, and in particular, add ammonia as the alkali to
) l=8.0-12.0, preferably pn=9, 0-1
It is preferable to adjust it to a range of 1.0 because the effect of adding boron oxide or a boron compound is significant.

前記した夫々の粉体を水の存在下で混合する方法として
は任意の方法が採用し得る。具体的には、■ ゼオライ
ト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼物を水中に分
散させ、これに酸化ホウ素又はホウ素化合物を加えて溶
解させる。
Any method can be used to mix the above powders in the presence of water. Specifically, (1) Zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is dispersed in water, and boron oxide or a boron compound is added thereto and dissolved.

■ 酸化ホウ素又はホウ素化合物を水に溶解し、これに
ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼物を
添加して混合する。
(2) Boron oxide or a boron compound is dissolved in water, and zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is added and mixed.

■ ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼
物を水中に分散させ、これと酸化ホウ素又はホウ素化合
物を溶解した水溶液を混合する。
(2) Zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is dispersed in water, and mixed with an aqueous solution in which boron oxide or a boron compound is dissolved.

等の方法が採用される。The following methods are adopted.

そして、本発明においては、ゼオライト又は該ゼオライ
トを仮焼した非晶質仮焼物と水とをろ過や遠心分離等の
咎津劉方法により分離することなく、乾燥により水を除
去することが必須である。
In the present invention, it is essential to remove water by drying without separating the zeolite or an amorphous calcined material obtained by calcining the zeolite from water by a method such as filtration or centrifugation. be.

ろ過や遠心分離等の方法を採用すると、ゼオライト中に
残存する酸化ホウ素又はホウ素化合物が配合量よりも減
少し、また変動するために好ましくない。乾燥方法とし
ては、熱による乾燥、或いは減圧による乾燥、5酸化リ
ンや酸化カルシウム等の乾燥剤による乾燥等の任意の方
法が採用し得る。
If a method such as filtration or centrifugation is employed, the amount of boron oxide or boron compound remaining in the zeolite will be less than the blended amount and will vary, which is not preferable. As the drying method, any method such as drying with heat, drying with reduced pressure, drying with a desiccant such as phosphorus pentoxide or calcium oxide, etc. can be adopted.

このようにして、ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼し
た非晶質仮焼物、酸化ホウ素又はホウ素化合物の任意の
一定量が均一に混合されたゼオライト組成物が得られる
In this way, a zeolite composition is obtained in which any given amount of zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite, boron oxide, or a boron compound is uniformly mixed.

ゼオライト組成物を得る際に仮焼していないアルカリ土
類金属型ゼオライトを用いた場合には、得られたゼオラ
イト組成物を成形する前に仮焼を行なってアルカリ土類
金属型ゼオライトを非晶質仮焼物にしておくことが後述
する焼成による体積収縮性が小さくなるために好ましい
When uncalcined alkaline earth metal zeolite is used to obtain a zeolite composition, the alkaline earth metal zeolite is amorphized by calcining before shaping the obtained zeolite composition. It is preferable to use a calcined product in order to reduce the volumetric shrinkage caused by firing, which will be described later.

この場合、酸化ホウ素又はホウ素化合物が添加されてい
るために、ゼオライト単独の仮焼の場合に比べて非晶質
仮焼物を得る温度は一般に更に低下する。この温度は酸
化ホウ素又はホウ素化合物の種類、添加量等によって異
なるので一概に特定できないが、一般には720℃以上
で相転位が可能である。
In this case, since boron oxide or a boron compound is added, the temperature at which an amorphous calcined product is obtained is generally lower than that in the case of calcining only zeolite. Although this temperature cannot be definitively specified because it varies depending on the type of boron oxide or boron compound, amount added, etc., phase transition is generally possible at 720° C. or higher.

本発明の方法により得られたゼオライト組成物は、公知
の方法によって成形され、次いで焼成される。成形はプ
レス成形、或いはグリーンシート成形等の公知の方法が
挙げられ、焼成は800〜1000℃で30〜20時間
行なえばよい。こうしてアルカリ土類金属アルミノシリ
ケート焼結体を得ることができる。
The zeolite composition obtained by the method of the present invention is shaped by a known method and then calcined. The molding may be performed by known methods such as press molding or green sheet molding, and the firing may be performed at 800 to 1000°C for 30 to 20 hours. In this way, an alkaline earth metal aluminosilicate sintered body can be obtained.

〔効 果〕〔effect〕

本発明の方法によれば、アルカリ土類金属型ゼオライト
にホウ素又はホウ素化合物を添加する際の添加量を厳密
に制御することが可能である。従って、該ゼオライト組
成物を工業生産する際のロッドむらを最小限にとどめる
ことが可能となり、工業的な実施に於いて品質の安定し
た製品を容易に得ることができる。また、本発明で得ら
れたゼオライトm酸物を利用すれば、高密度のアルカリ
土類金属アルミノシリケート焼結体を得るための焼成温
度の許容範囲が大きく広がるため、焼成温度の管理が容
易となる。従って、工業的な実施に於いても、焼結ムラ
等がなくなり、歩留りが飛躍的に向上する。また、本発
明によれば、焼結による緻密化温度の許容範囲の拡大の
他に、緻密化が始まる温度を低くすることができる。さ
らに、本発明は結晶の晶出温度を低下させることができ
るため、より低温での焼成が可能となる。焼成により得
られた焼結体は、電気的特性及び機械的強度に優れてお
り、電気絶縁材料として好適に使用できる。従って、本
発明は、回路を焼付けた電気絶縁材料を比較的低温で寸
法安定性良く焼成する技術にも応用することが可能であ
る。
According to the method of the present invention, it is possible to strictly control the amount of boron or boron compound added to alkaline earth metal type zeolite. Therefore, it is possible to minimize rod unevenness during industrial production of the zeolite composition, and products with stable quality can be easily obtained in industrial implementation. Furthermore, by using the zeolite m-acid obtained in the present invention, the allowable range of firing temperature for obtaining a high-density alkaline earth metal aluminosilicate sintered body is greatly expanded, making it easier to manage the firing temperature. Become. Therefore, even in industrial implementation, sintering unevenness etc. are eliminated and the yield is dramatically improved. Further, according to the present invention, in addition to expanding the allowable range of densification temperature by sintering, it is possible to lower the temperature at which densification begins. Furthermore, since the present invention can lower the crystallization temperature of crystals, it becomes possible to perform firing at a lower temperature. The sintered body obtained by firing has excellent electrical properties and mechanical strength, and can be suitably used as an electrical insulating material. Therefore, the present invention can also be applied to a technique for firing an electrically insulating material on which a circuit is baked at a relatively low temperature with good dimensional stability.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を更に具体的に説明するため以下実施例及び比較
例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。尚、以下の実施例及び比較例にお
いて測定した種々のデータは下記の方法によって得た。
EXAMPLES In order to explain the present invention more specifically, Examples and Comparative Examples will be described below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, various data measured in the following Examples and Comparative Examples were obtained by the following methods.

(I)焼結体密度(g/cc) アルキメデス法により測定した。(I) Sintered body density (g/cc) Measured by Archimedes method.

(n)焼結体結晶の確認 X線回折によって、アルカリ土類金属アルミノシリケー
トの公知のチャートと対比して確認した。
(n) Confirmation of sintered body crystal Confirmation was made by comparing with a known chart of alkaline earth metal aluminosilicate by X-ray diffraction.

(1)線収縮率(%) 焼成前の成形体の長さ(Ll)と焼成後の長さ(L2)
とを夫々測定し、下記の式より求めた。
(1) Linear shrinkage rate (%) Length of the compact before firing (Ll) and length after firing (L2)
were measured and calculated from the following formula.

L+ (IV)焼結体の結晶化率(%) X線回折により結晶の主ピークの高さ(アノーサイトは
2θ= 28.15〜27.62“、コージライトは2
θ= 28.1〜28.4である。
L+ (IV) Crystallinity rate (%) of sintered body The height of the main peak of the crystal by X-ray diffraction (2θ = 28.15 to 27.62" for anorthite, 2
θ=28.1 to 28.4.

(V)曲げ強度(kgf/mob2) JIS R−1601の方法によって測定した。(V) Bending strength (kgf/mob2) Measured by the method of JIS R-1601.

実施例1 ナトリウム型ゼオライトであるゼオライト4A(東ソー
■製、商品名:トヨビルダー)をlO%塩化カルシウム
水溶液でイオン交換し次いで10%塩化マグネシウム水
溶液でイオン交換し、水洗、乾燥して第1表に示す組成
のアルカリ土類金属型ゼオライトを調製した。このゼオ
ライトの平均粒径は1.5μ鋼であった。
Example 1 Zeolite 4A (manufactured by Tosoh ■, trade name: TOYOBUILDER), which is a sodium type zeolite, was ion-exchanged with a 10% calcium chloride aqueous solution, then ion-exchanged with a 10% magnesium chloride aqueous solution, washed with water, and dried. An alkaline earth metal zeolite having the composition shown below was prepared. The average particle size of this zeolite was 1.5μ steel.

このアルカリ土類金属型ゼオライトそれぞれについて、
100gを水に懸濁させ、アンモニア水を加えてpHを
10.5にした。撹拌し・ながら、アンモニア水を加え
て溶解した10重量%のオルトホウ酸水溶液を第1表に
示す量だけ滴下し、その後、ろ過することなく加熱して
乾燥させた。この粉末を分析しB z O3として含ま
れていた量を、それぞれ第1表中に示した。
For each of these alkaline earth metal type zeolites,
100 g was suspended in water, and aqueous ammonia was added to adjust the pH to 10.5. While stirring, a 10% by weight aqueous orthoboric acid solution dissolved in aqueous ammonia was added dropwise in the amount shown in Table 1, and then heated and dried without filtration. This powder was analyzed and the amounts contained as B z O3 are shown in Table 1.

この混合物を750℃で3時間仮焼して粉砕し非晶質粉
末を得た。これにバインダーを加えて、シートに成形し
た後、3時間焼成して7ノ一サイト焼結体を得た。その
結果、理論密度の98%以上のアノーサイト焼結体が得
られる焼結温度の範囲(許容範囲)と、結晶化率が10
0%に達した最低焼成温度を第1表に示した。焼結体の
線収縮率はいずれも16.0〜18.0%の範囲であっ
た。
This mixture was calcined at 750° C. for 3 hours and pulverized to obtain an amorphous powder. A binder was added thereto, the sheet was formed, and the sheet was fired for 3 hours to obtain a 7-no-1 site sintered body. As a result, the sintering temperature range (tolerable range) in which an anorthite sintered body with a theoretical density of 98% or more is obtained and the crystallinity rate is 10
The lowest firing temperature at which 0% was reached is shown in Table 1. The linear shrinkage rates of the sintered bodies were all in the range of 16.0 to 18.0%.

但し、焼結体の理論密度は2.68である。However, the theoretical density of the sintered body is 2.68.

2表に示す量だけ滴下した後、ろ過を行い乾燥させた以
外は、実施例1と同様にして行った。
The same procedure as in Example 1 was carried out, except that the amount shown in Table 2 was dropped, filtered and dried.

イオン交換によってマグネシウムを添加していない場合
には、B2O3含有量は安定して多かったが、焼結温度
の許容範囲が、高めの温度となった(第2表中階11陽
2) 一方、マグネシウムを添加したゼオライトを用いた場合
には、ろ過として失われるホウ酸の量が多く、その結果
B、O,の含有量も少なく、そのイーも不安定な再現性
の悪いものとなった。
When magnesium was not added by ion exchange, the B2O3 content was stably high, but the allowable range of sintering temperature was higher (Table 2, Nakashina 11, Yang 2). When zeolite containing magnesium was used, a large amount of boric acid was lost during filtration, and as a result, the content of B, O, and B was small, and the E was also unstable and had poor reproducibility.

実施例2 実施例1の階2に示した組成のゼオライトを調製し、粉
末を粉砕した後、炉に入れ850℃で2時間仮焼した。
Example 2 Zeolite having the composition shown in Floor 2 of Example 1 was prepared, and the powder was pulverized and then calcined in a furnace at 850° C. for 2 hours.

この粉末100gに、アンモニア水を加えてpttを1
0.5に調整した10重量%オルトホウ酸水溶液を54
.9 g加えて混合し、ろ過することなく加熱により水
分を蒸発させて乾燥した。
Add ammonia water to 100g of this powder to make 1 ptt.
A 10% by weight aqueous orthoboric acid solution adjusted to 0.5
.. 9 g was added and mixed, and the water was evaporated by heating to dry the mixture without filtration.

この粉末を分析したところ、ゼオライトの無水物換算で
B20.として3.0重量%含まれていた。
When this powder was analyzed, it was found to be B20 in terms of zeolite anhydride. It contained 3.0% by weight.

この粉末を金型に入れ、500kg/−でラバープレス
成形し、30m+*φ×51mmの成形体を得、これを
種々の焼成温度で焼成した。その結果、理論密度の98
%以上の焼結体が得られる焼成温度の範囲は830〜9
30℃であり、結晶化率100%に達する最低温度は8
70℃であり、曲げ強度は20 kgf/am”であっ
た。
This powder was put into a mold and rubber press molded at 500 kg/- to obtain a molded body of 30 m + *φ x 51 mm, which was fired at various firing temperatures. As a result, the theoretical density of 98
The firing temperature range at which a sintered body of 830 to 9% is obtained is 830 to 9.
The temperature is 30℃, and the lowest temperature at which the crystallization rate reaches 100% is 8℃.
The temperature was 70° C., and the bending strength was 20 kgf/am”.

比較例Comparative example

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(i)一般式 (kM^1O・pM^2O・qM^3O)・lAl_2
O_3・mSiO_2・nH_2O(式中、M^1及び
M^2は夫々異なるアルカリ土類金属イオンで、M^3
はアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、
k+p+q=1、p/k=0.05〜1且つq=0〜0
.1であり、l=0.9〜1.1、m=1.5〜2.5
且つm/l=3以下であり、nは0以上の数である。)
で示されるアルカリ土類金属型ゼオライト又は該ゼオラ
イトを仮焼した非晶質仮焼物と酸化ホウ素又は焼成によ
り酸化ホウ素となりうるホウ素化合物とを水の存在下で
接触させた後、水の分離を行なうことなく乾燥させるこ
とを特徴とするゼオライト組成物の製造方法。
(1) (i) General formula (kM^1O・pM^2O・qM^3O)・lAl_2
O_3・mSiO_2・nH_2O (in the formula, M^1 and M^2 are different alkaline earth metal ions, and M^3
is an alkali metal ion or ammonium ion,
k+p+q=1, p/k=0.05-1 and q=0-0
.. 1, l=0.9-1.1, m=1.5-2.5
Moreover, m/l=3 or less, and n is a number of 0 or more. )
After contacting the alkaline earth metal type zeolite shown by or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite with boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination in the presence of water, the water is separated. A method for producing a zeolite composition, characterized by drying without drying.
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