JPH11512376A - マグネシオシリケート - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
洗剤組成物の配合成分および硬水軟化剤として有用な新規なマグネシオシリケート化合物。該マグネシオシリケート化合物は室温において次の特性を有する:少なくとも１０mg ＣaＯ／gのカルシウム結合能、少なくとも１０mg ＭgＯ／gのマグネシウム結合能および３００秒未満のカルシウム結合速度。この化合物は充填シリカ多形体同類構造または層状構造(広域Ｘ線粉末回折ピークはd−面間隔１１〜１７Åにあらわれる)を有する。この化合物は次の無水組成を有する:
[式中、Ｍ＝アルカリ金属、０.０＜a＜２.０、０.０＜b＜０.７、０.０≦c≦０.３、１.１５＜d＜３.０、c＜b(Ｍ、Ｍg、ＡlおよびＳiは部分的に置換されていてもよい)]。この化合物は出発原料、例えば、マグネシオシリケート鉱物とアルカリ金属酸化物含有成分を固体状態または水性液状態で比較的穏やかな条件下で反応させるか、または充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物を水性溶液を用いて処理することによって調製される。
Description
【発明の詳細な説明】
マグネシオシリケート
技術分野
この発明はマグネシオシリケート化合物、特に硬水軟化剤または洗剤ビルダー
として使用できるマグネシオシリケート化合物に関する。該マグネシオシリケー
ト化合物は他の用途、例えば重金属類や他の汚染物の分離等にも使用できる。
背景技術
最近になって、低リン酸塩含有洗剤組成物やリン酸塩不含洗剤組成物が指向さ
れるようになっている。このために多数の非リン酸塩洗剤ビルダーおよび硬水軟
化剤が開発されている。ＮaゼオライトＡ(合成アルミノシリケートＮaＡlＳiＯ4 -
)は多年にわたって大量に使用されている。この合成物はトリポリリン酸ナトリ
ウム(ＳＴＰＰ)に比べてカルシウム除去能の点では同等の効果を示すが、マグネ
シウムの除去能の点では有効ではない。最近、このアルミノシリケートゼオライ
トはゼオライトＰ(ヨーロッパ特許出願第０３８４０７０号および同第０５６５
３６４号各明細書参照)と組み合わせて改良された交換速度を示すビルダーとし
て市販されるようになっている。
硬水を効果的に軟化して一般にＮaゼオライトＡよりも優れたマグネシウム除
去能を示す可溶性シリケートを用いる方法も知られている。結晶性の層状ナトリ
ウムシリケートＳＫＳ−６(Ｎa2Ｓi2Ｏ5)がヘキストＡＧ社によって開発されて
市販されている(米国特許第４６６４８３９号、同第４９５０３１０号および同
第５３０８５９６号各明細書参照)。また、ヘキストＡＧ社によってカネマイト(
kanemite)構造を有する結晶性ナトリウムシリケート(ＮaＨＳi2Ｏ5・xＨ2Ｏ)が
開発されている(ヨーロッパ特許出願第０６２７３８３号明細書参照)。
最近、次の無水組成を有する合成アルカリマグネシオシリケートが花王株式会
社から提供されている(ヨーロッパ特許出願第０６３０８５５号明細書参照):
xＭ2Ｏ・yＳiＯ2・zＭ'Ｏ
[式中、ＭはＮaおよび／またはＫを示し、Ｍ'はＣaおよび／またはＭgを示し、y
／xは１.４〜２.１の値を示し、z／xは０.００１〜１.０の値を示し、Ｍ2Ｏ中の
Ｋ／Ｎaは０〜８０であり、Ｍ'Ｏ中のＭg／Ｃaは０〜１００である]。ヨーロッ
パ特許出願第０６３０８５５号明細書に記載されているような鎖状シリケート構
造を有するこの種の物質は高いカルシウム結合能を有しており、硬水軟化剤やア
ルカリ調整剤として有用であることが示されている。さらに、この種の物質は良
好な防湿性を有するので特に有用なものとされている(特開平７−３３０３２５
号公報参照)。
以下において説明するように、次の一般式で表される合成アルカリマグネシオ
シリケート化合物が従来から報告されている:
Ｍ2-2XＭg1-XＳi1+XＯ4
[式中、Ｍはアルカリ金属を示す]
しかしながら、これらの結晶性の高い化合物が硬水軟化剤や洗剤ビルダーとして
有用であることは確認されていない。
Ｎa2ＭgＳiＯ4[Ｒ．Ｄ．シャノン、Ｐhys．Ｃhem．Ｍiner．、第４巻、第１３
９頁〜第１４８頁(１９７９年)]、Ｎa4Ｍg2Ｓi3Ｏ10[Ｃ．Ｍ．フォリスら、Ｊ．
Ａppl．Ｃryst．、第１２巻、第４０５頁〜第４０６頁(１９７９年)]およびＫ2
ＭgＳiＯ4[Ｅ．Ｗ．レダー、Ａm．Ｊ．Ｓci．、第２４９巻、第２２４頁〜第２
４８頁(１９５１年);Ａ．Ｓ．ベレズノイら、Ｉzvestiya Ａkademiii Ｎauk
ＳＳＳＲ、Ｎeorganicheskie Ｍaterialy、第１２巻、第１６５３頁〜第１６５
８頁(１９７６年)]はこれらの文献中においてはシリカ多形体クリストバライト
の構造と密接に関連する構造を有するものとして記載されている(図１参照)。ま
た、一般式Ｍ2-2XＭg1-XＳi1+XＯ4(Ｍ＝Ｋ、x＝０.５)で表される化合物、即ち
ＫＭg0.5Ｓi1.5Ｏ4で表される化合物がシリカ多形体トリジマイト(tridymite)の
構造(図２参照)と密接に関連する構造を有することが報告されている[Ｅ．Ｗ．
レダー、Ａm．Ｊ．Ｓci．第２４９巻、第２２４頁〜第２４８頁(１９５１年)]。
トリジマイトとクリストバライトはいずれもＳiＯ2組成を有しており、角に結
合したＳiＯ4四面体の３次元的フレーム構造を含む。
アルミノシリケート同族体からの類推により、上記のクリストバライトとトリ
ジマイトと同類の化合物はクリストバライト構造とトリジマイト構造の充填誘導
体(stuffed derivative)[Ｍ．Ｊ．ブエルガー、Ａmerican Ｍineralogist、第
３９巻、第６００頁〜第６１４頁(１９５４年)]、即ち、充填シリカ多形体同類
構造として記述することができる。この構造においては、各々のシリケートフレ
ーム構造中のケイ素カチオンの半分までがマグネシウムカチオンによって置換さ
れる。電荷平衡[Ｓi4+＜−−＞Ｍg2+＋２Ｍ+(Ｍ:アルカリ金属原子)]のために必
要なアルカリカチオンは各々のフレーム構造中の間隙を占める(図１および図２
参照)。従って、これらの物質は「充填クリストバライト」および「充填トリジマイ
ト」と呼ぶことができる。その他の充填シリカ多形体同類構造を有するものには「
充填石英」が含まれる。
充填シリカ多形体同類構造を有する上記の全てのアルカリマグネシオシリケー
トは非常に良好な結晶性と規則構造を有する生成物の形成を促進する反応条件下
にいて合成原料を処理することによって調製することができる。
発明の概要
本発明者は充填シリカ多形体同類構造を有するものを含む新規なマグネシオシ
リケート化合物がカルシウム結合能、マグネシウム結合能およびカルシウム結合
速度の点で硬水軟化剤や洗剤ビルダーとして有用であることを究明した。前記の
既知の充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケートはこれらの特性
の一部の点では有用であるが、これらの特性のすべての点は満足しない。
本発明によれば、次の特性および広域Ｘ線粉末回折ピークをd−面間隔１１〜
１７Åにおいて示す充填シリカ多形体同類構造もしくは層状構造を有するマグネ
シオシリケート化合物が提供される:
(a)室温下でのカルシウム結合能(ＣＢＣ);少なくとも１０mg ＣaＯ／g、
(b)室温下でのマグネシウム結合能(ＭＢＣ);少なくとも１０mg ＭgＯ／g、
(c)室温下でのカルシウム結合速度(ＣＢＲ)(３g／Ｌの添加量で約１００ppmの
Ｃa2+溶液からＣa2+の半分の量を除去するのに要する時間);３００秒未満。
本発明は、広域Ｘ線粉末回折の特性ピークがd−面間隔１１〜１７Å(好ましく
は１２〜１６Å)であらわれる層状構造もしくは充填シリカ多形体同類構造を有
するマグネシオシリケート、特に不完全な結晶性と実質上不規則なフレーム構造
カチオンを有するマグネシオシリケートが水溶液中において非常に高いカルシウ
ム結合能(ＣＢＣ)とマグネシウム結合能(ＭＢＣ)および比較的高いカルシウム結
合速度(ＣＢＲ)を有するという知見に基づくものである。この明細書において、
ＣＢＣは無水マグネシオシリケート１gあたりのＣaＯのmg数で表示し、ＭＢＣは
無水マグネシオシリケート１gあたりのＭgＯのmg数で表示する(いずれも室温下
での値である)。本発明による化合物の有利なＣＢＣは少なくとも２０、好まし
くは少なくとも５０であり、多くの態様においては少なくとも１００である。本
発明による化合物の有利なＭＢＣは少なくとも１５、好ましくは少なくとも４０
であり、多くの態様においては少なくとも９０である。調製が十分におこなわれ
るならば、本発明による化合物は少なくとも１５０のＣＢＣおよび／または少な
くとも１４０のＭＢＣを有する。本明細書において、ＣＢＲは室温において３g
／Ｌの添加量で約１００ppmのＣa2+を含有する溶液から半分のＣa2+を除去する
のに要する時間で表示する。本発明による化合物の有利なＣＢＲは２００秒未満
、好ましくは１００秒未満、より好ましくは５０秒未満、特に２０秒未満であり
、最も好ましくは１０秒未満である。
本発明による化合物の吸油量(ＯＡ)(無水物１００gあたりの油量)は少なくと
も５０g、好ましくは少なくとも７０g、より好ましくは少なくとも１００gであ
る。
ＣＢＣ、ＭＢＣ、ＣＢＲおよびＯＡの測定法を以下に説明する。
本発明によるマグネシオシリケート化合物は次式で表される組成によって特徴
づけられる:
ＭaＭgbＡlcＳi1-(b+c)Ｏd
[式中、Ｍ＝アルカリ金属(ＨまたはＮＨ4によって部分的に置換されていてもよ
い)、０.０＜a＜２.０、０.０＜b＜０.７、０.０≦c≦０.３、１.１５＜d＜３.
０、c＜b;(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)は１または複数の他の元素Ｔ(Ｂ、Ｂe、Ｚn、Ｇa、Ｆ
e、Ｇe、ＡsおよびＰから選択される)によって部分的に置換されていてもよい(
但し、Ｔ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.１およびＭg＞０);格子間原子Ｍは１または複
数の他の元素Ａ(アルカリ土類金属、遷移金属および希土類元素から選択される)
によって部分的に置換されていてもよい(但し、Ａ／Ｍ＜０.２);構造中に組み込
まれていない不純物としての鉱物または化合物は組成中には含まれない]
この種の不純物としての鉱物または化合物としてはＴiＯ2−アナターゼおよび
ＳiＯ2−石英等が例示される。
好ましくは、０.４＜a＜１.４、０.２＜b＜０.６、０.０≦c≦０.２、１.５＜
d＜２.５およびＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.０５である。より好ましくは、０.６
＜a＜１.３、０.３５＜b＜０.６、０.０≦c≦０.１、１.６５＜d＜２.２５およ
びＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.０２である。Ｍg／Ｃa≦１００およびＳi／(Ｍg＋
Ｃa)＜１.４であるのが有利である。
上記の組成から明らかなように、格子間カチオンはＫ またはＮa+であっても
よく[例えば、Ｎa2ＭgＳiＯ4、Ｎa4Ｍg2Ｓi3Ｏ10、Ｋ2ＭgＳiＯ4およびＫＭg0.5
Ｓi1.5Ｏ4]、あるいは他のアルカリ金属カチオン、例えばＬi+、Ｒb またはＣs+
であってもよい。アルカリ金属カチオンは１または複数の１価カチオン、例え
ばＮＨ4 +またはＨ+によって部分的に置換されていてもよい。これらの化合物は
格子間１価カチオンの一部が多価カチオン、例えばアルカリ土類金属カチオン、
遷移金属カチオンおよび希土類元素カチオンによって置換されるようにして調製
してもよい。格子間サイトは２種またはそれよりも多くの前記カチオンによって
占められていてもよい。しかしながら、アルカリ金属カチオン、特にＮa+または
Ｋ+が好ましい格子間カチオンである。
本発明によるマグネシオシリケート化合物の合成に使用してもよい原料、例え
ば重炭酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、硝酸塩および水酸化物の未反応アニオンは
上記構造中には組み込まれていないと考えられるので、これらのアニオンは上記
実験式には表示していない。
以下に説明するように、本発明による充填シリカ多形体同類構造を有する化合
物は水性相中での反応によって調製してもよいが、固体状態での反応によって容
易に調製することができる。従って、本発明は、マグネシオシリケート出発原料
または酸化マグネシウム含有物と酸化ケイ素含有物との混合原料をアルカリ金属
酸化物含有原料と固体状態で反応させることを含む、充填シリカ多形体同類構造
を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物の製造方法も提供する。
上記製法には多くの固体状態での合成反応法が利用でき、以下においては格子
間カチオンがアルカリ金属カチオンの場合の調製法を例示する。これらの反応法
は約１０００℃もしくはそれよりも低い温度で実施するのが好ましいが、約４０
０℃〜約８００℃でおこなうのがより好ましい。１０００℃よりも高い温度を採
用してもよいが、この場合には反応時間を短縮することにより、規則構造を有す
る結晶性の高い生成物であってＣＢＲが３００秒を越える化合物の生成を防ぐよ
うにすべきである。充填シリカ多形体同類構造を有する本発明によるマグネシオ
シリケートを首尾よく合成するためには、上記の比較的低い温度において反応を
促進する前駆体成分となる反応性出発原料を用いるのが有利である。比較的緩や
かな反応条件下では結晶性が比較的低くて実質的に不規則なフレーム構造を有す
る化合物が生成する。このような条件下での製法の特徴は、本発明による充填シ
リカ多形体同類構造を有する化合物に比較的高いＣＢＲが付与されることである
。
好ましくは、本発明による層状構造を有するマグネシオシリケート化合物は広
域Ｘ線粉末回折においてd−面間隔約１２Å〜約１６Åで特性ピークを示す。
本発明による層状構造を有するマグネシオシリケート化合物は水性相中での反
応によって調製するのが有利であり、この反応法による該化合物の製法にはマグ
ネシオシリケート出発原料または酸化マグネシウム含有物と酸化ケイ素含有物の
混合原料をアルカリ金属酸化物含有物を用いて水性相中で処理する工程が含まれ
る。
このような反応法は約１００℃〜約３００℃において密閉容器内でおこなうの
が好ましいが、より好ましくは反応温度を約１５０℃〜約２００℃にする。この
反応は３００℃よりも高温および／または高圧の条件下でおこなってもよいが、
この場合には反応時間を短縮させることによって本発明による化合物が確実に生
成するようにすべきである。
本発明による層状構造を有するマグネシオシリケート化合物を首尾よく合成す
るためには、上記の比較的低い温度条件下において反応を促進する前駆体成分と
なる出発原料を用いるのが有利である。
本発明による充填シリカ多形体同類構造または層状構造を有するマグネシオシ
リケート化合物を比較的緩やかな反応条件下での上記方法による調製を促進する
ためには、ナノメーター単位のユニットセル上に混在するマグネシウム原子とケ
イ素原子を含有するマグネシオシリケート鉱物を出発原料として使用するのが有
利である。表面積が大きなマグネシオシリケート鉱物を比較的緩やかな好ましい
条件下で処理することによって、大きな表面積と非常に高いＣＢＲを有する本発
明による反応性マグネシオシリケート化合物が得られる。
マグネシオシリケートフィロシリケートは一般にこれらの化合物を製造するた
めの適当な出発原料である。本発明において「マグネシオシリケートフィロシリ
ケート」はその組成中にアルミニウムよりも多くのマグネシウムを含有するフィ
ロシリケートを意味し、マグネシウムを少し含有するアルミノシリケートフィロ
シリケートとは区別される。
この種のマグネシオシリケートフィロシリケートには粘土鉱物であるサポナイ
ト、タルクおよびクリソタイルが含まれる。最も好ましいフィロシリケートはサ
ポナイトまたはタルクである。これらの出発原料中のケイ素とマグネシウムの含
有量は広範囲にわたるが、充填シリカ多形体同類構造または層状構造を有する結
晶性マグネシオシリケートを合成するためには、この種の原料はいずれもマグネ
シオシリケートの適当な出発原料となる。
反応性出発原料としてマグネシオシリケート鉱物を使用する別の利点は該鉱物
が天然に豊富に存在し、単位コストが比較的低いことである。
アルカリ金属の種々の塩や水酸化物はアルカリ金属カチオン源となる適当な反
応性出発原料である。１０００℃まで加熱することによって分解してアルカリ金
属酸化物を生成する大部分のアルカリ金属塩は適当な出発原料であるが、アルカ
リ金属のハロゲン化物や硫化物は適当ではない。
活性形態のシリカ(例えば、シリカゲル、コロイドシリカ)および活性形態のマ
グネシウム(例えば、硝酸マグネシウム６水和物、塩基性炭酸マグネシウム)の混
合物を本発明の上記製法におけるマグネシオシリケートの出発原料として使用し
てもよい。
層状構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物が充填シリカ多形
体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物から水性相中で形成されること
も判明した。
従って本発明によれば、充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケ
ート化合物を水溶液を用いて処理することを含む、本発明による層状構造を有す
るマグネシオシリケートの製造方法が提供される。
このリンス処理に用いる水溶液は蒸留水であってもよいが、例えばＮa のよ
うな溶解した化学種を少量または多量に含有する水溶液であってもよい。この処
理によって出発物質の組成が変化し、例えばＭ／Ｍg比が著しく低下し、Ｓi／Ｍ
g比がわずかに低下する。
この場合、充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物は
本発明によるものが好ましい。
この方法は室温でおこなってもよい。好ましい態様においては、充填シリカ多
形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物を水溶液中に分散させ、残存
固形分を上澄み液から分離して乾燥させる。この分散と分離過程は約２０分未満
、好ましくは約１０分未満でおこなう。分離された残存固形分は約１００℃未満
、好ましくは約６０℃未満の温度でおこなう。また、分離過程は遠心分離または
濾過によっておこなってもよい。
また、本発明によれば、本発明によるマグネシオシリケート化合物を硬水軟化
剤および／または洗剤ビルダーとしての使用法が提供される。
さらに本発明によれば、本発明によるマグネシオシリケート化合物および界面
活性剤を含有する洗剤組成物が提供される。
さらにまた、本発明によれば、本発明によるマグネシオシリケート化合物およ
び所望によるバインダーを含有する成形体が提供される。この種の成形体はマグ
ネシオシリケート化合物を硬水軟化剤として用いるための常套の形態であっても
よい。
図面の簡単な説明
充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケートおよびその水性誘導
体並びにこれらの使用法および製造法の種々の態様を添付図に基づく実施例によ
って説明する。
図１は高クリストバライト(ＳiＯ2)と理想的なＮa2ＭgＳiＯ4の立方晶系の＜
１１０＞方向へ投影した多面体表示図である。
図２は高トリジマイト(ＳiＯ2)と理想的なＫＭg0.5Ｓi1.5Ｏ4の＜１１０＞方
向へ投影した多面体表示図である。
図３〜図６は実施例１〜１３で調製されたマグネシオシリケート化合物a〜mの
Ｘ線回折(ＸＲＤ)図である。ＸＲＤのデータはＣuＫα照射によって得た。不純
鉱物または副生成物のピークは星標で示す。
発明の詳細な説明
充填シリカ多形体同類構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物 の構造と組成
充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物はその構造と
組成によって特徴づけられる。
充填シリカ多形体同類構造を有する種々のマグネシオシリケート化合物の構造
はＸ線粉末回折によって最も明確に特徴づけられる。問題なく調製されたこの種
の化合物はＸ線粉末回折図において充填シリカ多形体に特徴的な回折ピークを示
す。充填シリカ多形体同類構造を有する種々のマグネシオシリケートの特徴的な
回折図は実施例１〜１１で調製された化合物a〜kに関する図３〜図５にみられる
。
これらの図に対応する情報を表１に示す。
クリストバライト同類構造を有するナトリウムマグネシオシリケートはＸ線粉
末回折の主要なピークまたはピーク群がd−面間隔４.３０±１.５Åおよび２.６
４±０.２２Åに同時にあらわれることによって特徴づけられる。これらのピー
クまたはピーク群は高クリストバライトのＸ線粉末回折図の１１１ピークおよび
２２０ピークにそれぞれ関連する。
クリストバライト同類構造を有するカリウムマグネシオシリケートはＸ線粉末
回折の主要なピークまたはピーク群がd−面間隔２.７３±０.１５Åにあらわれ
ると共により弱いピークまたはピーク群がd−面間隔４.４４±０.１０Åにあら
われることによって特徴づけられる。これらのピークまたはピーク群は高クリス
トバライトのＸ線粉末回折図の２２０ピークおよび１１１ピークにそれぞれ関連
する。
トリジマイト同類構造を有するカリウムマグネシオシリケートはd−面間隔３.
１１±０.２０ÅにあらわれるＸ線粉末回折の主要なピークの存在によって特徴
づけられる。このピークは高トリジマイトのＸ線粉末回折ピーク２２０に関連す
る。
充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケートのＸＲＤ図は出発原
料と反応条件の選択によって左右される。また、該ＸＲＤ図は、出発物質として
天然物を使用する場合には、未反応原料、副生成物(例えば、ＭgＯ、Ｎa2ＳiＯ3
)または不純鉱物(例えば、石英、カルサイト、ドロマイトおよび長石)の存在に
よって複雑になることがある。
これらのマグネシオシリケート化合物および以下に説明する層状構造を有する
本発明によるマグネシオシリケート化合物はこれらの組成によっても特徴づけら
れる。
最広義の態様においては、マグネシオシリケートは次の無水組成を有する:
ＭaＭgbＡlcＳi1-(b+c)Ｏd
[式中、Ｍ＝アルカリ金属(所望よりＨまたはＮＨ4によって部分的に置換されて
いてもよい)、０.０＜a＜２.０、０.０＜b＜０.７、０.０≦c≦０.３、１.１５
＜d＜３.０、c＜b]
この一般式においては四面体原子(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)が四面体フレーム構造のその
ような位置を占めることができる他の元素Ｔ(Ｂ、Ｂe、Ｚn、Ｇa、Ｆe、Ｇe、Ａ
sまたはＰ)によって部分的に置換されていてもよいことは考慮されていない。こ
の最広義の態様においてはＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.１およびＭg＞０である。
また、この一般式においては、格子間原子Ｍが該構造のそのような格子間サイト
を占めることができる他の元素Ａ(アルカリ土類金属、遷移金属または希土類元
素)によって部分的に置換されていてもよいことは考慮されていない。最広義の
態様においてはＡ／Ｍ＜０.２である。さらにこの一般式においては該構造に組
み込まれていない化合物または不純鉱物(例えば、ＴiＯ2−アナターゼ、ＳiＯ2
−石英)は考慮されていない。
より好ましい態様においては、マグネシオシリケートは次の無水組成を有する
:
ＭaＭgbＡlcＳi1-(b+c)Ｏd
[式中、０.４＜a＜１.４、０.２＜b＜０.６、０.０≦c≦０.２、１.５＜d＜２.
５およびc＜b]。
これより好ましい態様においてはＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.０５、Ａ／Ｍ＜０
.２およびＭg＞０である。この一般式においても該構造に組み込まれていない化
合物または不純鉱物(例えば、ＴiＯ2−アナターゼ、ＳiＯ2−石英)は考慮されて
いない。
最も好ましい態様においては、マグネシオシリケートは次の無水組成を有する
: ＭaＭgbＡlcＳi1-(b+c)Ｏd
[式中、０.６＜a＜１.３、０.３５＜b＜０.６、０.０≦c≦０.１、１.６５＜d＜
２.２５およびc＜b]。この最も好ましい態様においてはＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜
０.０２、Ａ／Ｍ＜０.２およびＭg＞０である。この一般式においても、該構造
に組み込まれていない化合物または不純鉱物(例えば、ＴiＯ2−アナターゼ、Ｓi
Ｏ2−石英)は考慮されていない。
マグネシオシリケートカチオン交換化合物の合成に用いてもよい未反応アニオ
ン、例えば、炭酸塩アニオン、重炭酸塩アニオン、硝酸塩アニオン等は該構造中
には組み込まれていないと考えられるので、これらのアニオンは実験式には含ま
れていない。
実施例１〜１３で調製されたシリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケ
ート化合物の組成分析とこれから誘導された構造式を以下の表２に示す。
充填シリカ多形体構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物の合 成
充填シリカ多形体構造を有するマグネシオシリケート化合物の２種類の一般的
な合成法について説明する。
１．第１の製法にはアルカリ金属塩とマグネシウム含有フィロシリケートとの
固体状態での反応が含まれる。この方法によってこれらのマグネシオシリケート
を首尾よく合成するための調製条件は使用するマグネシウム含有フィロシリケー
トによって左右される。
多くのアルカリ金属塩とアルカリ金属水酸化物およびすべてのマグネシウム含
有フィロシリケートがこの方法の出発原料として適しているが、好ましい出発原
料のなかから選択したアルカリ金属炭酸塩とフィロシリケートタルクを用いた製
造法を例示する。
この製法におけるアルカリ金属炭酸塩(Ｍ2ＣＯ3)とタルク(Ｍg3Ｓi4Ｏ10(ＯＨ
)2)のモル比は０.１〜４.５:１、好ましくは２〜３:１である。
反応は大気圧下で高温において、充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシ
オシリケート化合物が生成するのに十分な時間おこなう。タルクとアルカリ金属
炭酸塩を均一に混合し、該混合物を４５０℃〜８００℃まで加熱して全てのタル
クを反応させる。反応温度が約４５０℃の場合には出発原料が生成物中に残存す
る可能性がある。好ましい反応条件は５５０℃〜７００℃で０.５〜２４時間で
ある。得られる固体状生成物の大部分は充填シリカ多形体同類構造を有するマグ
ネシオシリケート化合物である。
２．第２の製法には反応性形態のシリカ、マグネシウム塩およびアルカリ金属
塩をゲル合成法によって混合した後、該混合物を固体状態で反応させることが含
まれる。
この方法によってマグネシオシリケートを首尾よく合成するための調製条件は
使用するマグネシウム塩とアルカリ金属塩によって左右される。
多くのマグネシウム塩とアルカリ金属塩および活性形態のシリカがこの方法の
出発原料として適しているが、好ましい出発原料のなかから選択したアルカリ金
属硝酸塩、硝酸マグネシウムおよびコロイドシリカを用いた製造法を例示する。
この第２の製法においては、コロイドシリカ(ＳiＯ2)と硝酸マグネシウム(Ｍg
(ＮＯ3)2)とアルカリ金属硝酸塩(ＭＮＯ3)のモル比は一般的には約１:１:２であ
るが、先に説明した組成の範囲内において実質的に変化させてもよい。コロイド
シリカの代わりに他の活性形態のシリカ、例えば可溶性アルカリ金属シリケート
を使用してもよい。
硝酸マグネシウムとアルカリ金属硝酸塩を少量の水に溶解させ、これにコロイ
ドシリカを添加することによって反応は進行する。反応混合物を均一化した後、
水をゆっくりと蒸発させて得られるゲルを大気圧下で高温において、本発明によ
る充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物が生成するの
に十分な時間さらに反応させる。即ち、ゲルは４５０℃〜８００℃において、充
填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物がＸＲＤで確認さ
れるまで加熱する。好ましい反応条件は５５０℃〜７００℃で６時間〜２日間で
ある。
充填シリカ多形体同類構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物 を合成するための特別な条件例
反応成分を反応させて充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケー
トを合成するための特別な条件例を以下に示す。
実施例１．タルク(≦２.５μm)２００gを水０.５３リットルに分散させ、これ
に市販のＮa2ＣＯ3(１７０g)を水０.５０リットルに溶解させた溶液をゆっくり
と添加し、得られたスラリーを激しく２０分間撹拌した。このスラリーをスプレ
ードライヤーを用いて脱水させた(導入温度:２５０℃)。噴霧乾燥した反応混合
物を６００℃で１６時間加熱した。クリストバライト同類構造を有する生成物の
ＸＲＤ図を図３(化合物α)に示す。
実施例２．ワゼロー(西部オーストラリア)から入手したサポナイト５００gを
水２.０リットルに分散させ、これに市販のＮa2ＣＯ3(３３０g)を水０.７５リッ
トルに溶解させた溶液をゆっくりと添加し、このスラリーを激しく２０分間撹拌
した。このスラリーをスプレードライヤーを用いて脱水させた(導入温度:２５０
℃)。噴霧乾燥した反応混合物を５５０℃で３.５時間加熱した。クリストバライ
ト同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図３(化合物b)に示す。
実施例３．硝酸カリウム５.７３７gを水５mlに５０℃で溶解させ、この溶液に
ワゼロー(西部オーストラリア)から入手したサポナイト５g添加し、撹拌モータ
ーを用いて十分に均一化させ、得られたペーストを１００℃での脱水処理に付し
た。この反応混合物を６００℃で２１時間加熱した。単純立方晶系であるクリス
トバライト同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図３(化合物c)に示す。
実施例４．硝酸カリウム３.２１４gと硝酸マグネシウム６水和物４.０７gを水
１０mlに５０℃で溶解させ、この溶液をＬudox ＡＭ[デュポン社製コロイドシ
リカ(ＳiＯ2 ３１.９wt％)]８.９８gに加えた。混合後、直ちに生成したゲルを
１３０℃での脱水処理に付した。この乾燥混合物を８００℃で２日間加熱した。
トリジマイト同類構造を有するこの生成物のＸＲＤ図を図３(化合物d)に示す。
実施例５．出発原料としてタルク(≦２０μm)を使用する以外は実施例１と同
様にして得られたクリストバライト同様構造を有する生成物のＸＲＤ図を図４(
化合物e)に示す。
実施例６．部分的に薄片状にしたタルク(比表面積:１８m2g-1)２００gを水０.
６リットルに分散させ、これに市販のＮa2ＣＯ3(１７０g)を水０.６リットルに
溶解させた溶液をゆっくりと添加し、スラリーを激しく２０分間撹拌した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤーを用いる脱水処理に付した(導入温度:２７５
℃)。噴霧乾燥した反応混合物を５５０℃で１６時間加熱した。クリストバライ
ト同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図４(化合物f)に示す。
実施例７．部分的に薄片状にしたタルク(比表面積:１８m2g-1)１００gを水０.
３リットルに分散させ、これに市販のＮa2Ｃo3(６８g)を水０.２４リットルに溶
解させた溶液をゆっくりと添加し、このスラリーを激しく２０分間撹拌した。得
られたスラリーをスプレードライヤーを用いる脱水処理に付した(導入温度:２７
５℃)。噴霧乾燥した反応混合物を５５０℃で１６時間加熱した。クリストバラ
イト同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図４(化合物g)に示す。
実施例８．ボールミルで粉砕したタルク(比表面積:４５m2g-1)１２０gを水０.
３６リットルに分散させ、これに市販のＮa2ＣＯ3(１０２g)を水０.３６リット
ルに溶解させた溶液を添加し、このスラリーを激しく２０分間撹拌した。得られ
たスラリーをスプレードライヤーを用いる脱水処理に付した(導入温度:２７５℃
)。噴霧乾燥した反応混合物を５５０℃で１６時間加熱した。クリストバライト
同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図４(化合物h)に示す。
実施例９．タルク(≦２５μm)２００gを水０.５リットルに分散させ、これに
市販のＮa2ＣＯ3(８５g)を水０.２５リットルに溶解させた溶液をゆっくりと添
加し、このスラリーを激しく２０分間撹拌した。得られたスラリーをスプレード
ライヤーを用いる脱水処理に付した(導入温度:２５０℃)。噴霧乾燥した反応混
合物を６００℃で１６時間加熱した。クリストバライト同類構造を有する生成物
(少量の未反応タルクを含有する)のＸＲＤ図を図５(化合物i)に示す。
実施例１０．クリソタイル[呼称組成:Ｍg3Ｓi2Ｏ5(ＯＨ)4](０.５g)を炭酸ナ
トリウム０.６gと共に十分に粉砕し、この混合物を５００℃で１６時間反応させ
た。反応生成物を再粉砕し、さらに６５０℃で４日間反応させた後、８００℃で
４日間反応させた。クリストバライト同類構造を主要な相とする生成物のＸＲＤ
図を図５(化合物j)に示す。
実施例１１．部分的に薄片状にしたタルク(比表面積:１８m2g-1)１００gを水
０.３リットルに分散させ、これに市販のＮa2ＣＯ3(４２.５g)と市販のＫ2ＣＯ3
・１.５Ｈ2Ｏ(６６.２g)を溶解させた溶液をゆっくりと添加し、このスラリーを
激しく２０分間撹拌した。得られたスラリーをスプレードライヤーを用いる脱水
処理に付した(導入温度:２７５℃)。噴霧乾燥した反応混合物を５００℃で１６
時間加熱した。クリストバライト同類構造を有する生成物のＸＲＤ図を図５(化
合物k)に示す。
層状構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物の構造と組成
層状構造を有するマグネシオシリケート化合物の構造はＸ線粉末回折によって
最も明確に特徴づけられる。首尾よく調製されたこの種の化合物はd−面間隔１
１〜１７Åに対応する特徴的なプロードな回折ピークを示すＸ線粉末回折図を与
える。この種の化合物の特徴的な回折図を図６(実施例１２で調製された化合物1
および実施例１２で調製された化合物m)に例示する。好ましくは、特徴的なブロ
ードな回折ピークはd−面間隔１２〜１６Åに対応する。
層状構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物の組成は充填シリ
カ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物に関連して先に説明した
。
実施例１２および１３において調製された層状構造を有するマグネシオシリケ
ート化合物の組成分析とこれらから誘導される構造式に関するデータは表２に示
す。
層状構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物の合成
層状構造を有するマグネシオシリケート化合物の２種類の一般的な合成法につ
いて説明する。
１．第１の製造法は充填シリカ多形体構造を有するマグネシオシリケート化合
物を水を用いて処理することを含む方法である。この場合、該出発化合物を水に
しばらく分散させ、残存する固形分を遠心分離または濾過によって上澄み液から
分離させた後、乾燥させる。好ましい処理時間は約２０分未満、特に約１０分未
満であり、得られた固体状生成物の乾燥温度は好ましくは約１００℃未満、特に
約６０℃未満である。
すすぎ処理に用いる水は蒸留水であってもよく、あるいは溶解化学種、例えば
Ｎa 等を少量または多量に含有する水溶液であってもよい。このすすぎ処理に
よって出発物質の組成が変化し、Ｎa／Ｍg比は著しく小さくなるが、Ｓi／Ｍg比
はわずかに小さくなる。しかしながら、得られる組成は前述の広い組成の範囲内
にある。
２．第２の製造法はマグネシオシリケート出発原料または酸化マグネシウム含
有物と酸化ケイ素含有物との混合物をアルカリ金属酸化物含有物を用いる水性反
応に付すことを含む。この反応は密閉容器内において１００℃〜３００℃、好ま
しくは１５０℃〜２００℃でおこなう。
アルカリ金属酸化物含有物は好ましくは空気中で約１０００℃以下の温度にお
いて分解してアルカリ金属酸化物を生成するものであって、重炭酸塩・炭酸塩・
カルボン酸塩、硝酸塩および水酸化物から成る群から選択される１種または２種
以上を用いるのがより好ましい。
この方法の好ましい態様においては、マグネシオシリケート出発原料はフィロ
シリケート鉱物を含有し、フィロシリケート鉱物としてはタルクまたはサポナイ
トを用いるのがより好ましい。
層状構造を有する本発明によるマグネシオシリケート化合物を合成するための 特別な反応条件例
層状構造を有するマグネシオシリケート化合物を合成するための第１の製法例
は次の通りである。
実施例１２．実施例６において調製された生成物１.０gを蒸留水４０mlに分散
させ、遠心分離によって上澄み液から固形分を分離させた(全所要時間:約１０分
間)。固体を４０℃で乾燥させることによって白色粉末０.８２g得た。得られた
マグネシオシリケート化合物のＸＲＤ図においてはd−面間隔約１２.５Åにおい
てブロードな主要ピークがあらわれ、充填シリカ多形体同類構造を有する出発原
料に起因する残余ピークもあらわれた[図６(化合物1)参照]。
層状構造を有するマグネシオシリケート化合物を合成するための第２の製法例
は次の通りである。
実施例１３．ＮaＯＨ１.４８３gを水３mlに溶解させ、この溶液にケイ酸ナト
リウム溶液３.７０３gを添加した。この溶液とタルク１.２６４gを乳鉢に入れ乳
棒を用いて十分に粉砕して粘稠性スラリーを得た。このスラリーをテフロンで裏
打ちされた密閉耐圧容器内に入れて１８５℃〜１９０℃で１週間加熱した。生成
した固体を耐圧容器から取り出し、約５０mlの水を用いてすすいだ後、４０℃で
乾燥させた。得られたマグネシオシリケート化合物のＸＲＤにおいてはd−面間
隔約１５.０Åにブロードな主要ピークがあらわれ、出発原料中の未反応クロラ
イトに起因するシャープな残余ピークもあらわれた[図６(化合物m)参照]。
単一体の調製
本発明によるマグネシオシリケート化合物の用途、特に硬水軟化剤としての用
途に対しては、単一体(monolithic body)を調製するのが望ましい。固体状態で
の反応によって製造されるこの種の化合物の場合には、このような単一体は、固
体状態での反応の前に乾燥反応混合物を圧縮することによって得られる。このよ
うにして硬い多孔質体を調製することができる。この単一体の硬さを高めるため
にはバインダーを配合してもよい。
このような調製法の一例を次に示す。
実施例１４．実施例１に記載のようにして噴霧乾燥した反応混合物１gを一軸
プレスを用いて２０００kgm-2で３０分間圧縮することによって単一体状ペレッ
トを形成させた。このペレットを６５０℃で１６時間反応させることによって硬
質ペレット(理論密度の５２％)を得た。
カルシウム結合能
本発明においては、カルシウム結合能(ＣＢＣ)は２種の異なった方法によって
決定した。ＣＢＣは室温においてマグネシオシリケート化合物１gによって取り
込まれるＣaＯのmg数で測定した。
方法Ａ
マグネシオシリケート化合物が硬水軟化剤または洗剤ビルダーとしての有用性
を有することを明らかにするためにヘンケル社の英国特許ＧＢ １ ４７３ ２０
１号およびユニレバー社のヨーロッパ特許ＥＰＯ ３８４ ０７０ Ａ２号各明細
書に記載の方法と類似の方法を用いた。試験化合物０.１gをＣa2+を２０２ppm含
有する水溶液１００mlに懸濁させ(必要な場合には、ＮaＯＨの希薄溶液を用いて
pＨを１０に調整した)、この懸濁液を２０℃で１５分間撹拌し、固形分を遠心分
離によって除去する。水溶液中に残存するＣa2+の濃度をカルシウム選択性電極
を用いて測定した・
種々のマグネシオシリケート化合物および比較のための市販の洗剤ビルダーに
ついて試験し、得られた結果を以下の表３に示す。実施例１〜１４で調製された
マグネシオシリケート化合物はいずれも室温において１０mg ＣaＯよりも高いＣ
ＢＣを示した。
(※)Ｃa2+の初期濃度:２０２.２ppm(１００mlあたり０.１gの添加量において２
８２.９mg ＣaＯ／gに相当する)。
方法Ｂ
実際の洗濯液の状態により近似させるためにＥＰ０ ３８４ ０７０ Ａ２号明
細書に記載の方法に類似する方法により、０.０１ＭのＮa+が存在する条件下で
のカルシウム結合能を比較した。試験化合物０.１gをＣa2+を２０２ppm含有する
０.０１ＭのＮaＣl溶液１００ml中に懸濁させ(必要な場合にはＮaＯＨ希薄溶液
を用いたpＨを１０に調整した)、この懸濁液を２０℃で１５分間撹拌し、固形分
を遠心分離によって除去した。水溶液中に残存するＣa2+の濃度をカルシウム選
択性電極を用いて測定した。
種々のマグネシオシリケート化合物および比較のための市販の洗剤ビルダーに
ついて試験し、得られた結果を以下の表４に示す。
(※)Ｃa2+の初期濃度:２０２.２ppm(１００mlあたりの添加量０.１gにおいて２
８２.９mgＣaＯ／gに相当する)。
マグネシウム結合能
マグネシウム結合能は室温においてマグネシオシリケート化合物１gによって
取り込まれるＭgＯのmg数として測定した。
方法Ｃ
マグネシオシリケート化合物が硬水軟化剤または洗剤ビルダーとしての有用性
を有することを明らかにするために、前記の方法Ａに類似する方法Ｃによってマ
グネシウム結合能(ＭＢＣ)を測定した。試験化合物０.１gを２００ppmのＭg2+を
含有する水溶液１００mlに懸濁させ(必要な場合にはＮaＯＨの希薄溶液を用いて
pＨを１０に調整した)、この懸濁液を２０℃で１５分間撹拌し、遠心分離によっ
て固形分を除去した。水溶液中に残存するＭg2+の濃度を原子吸光分析によって
測定した。
種々のマグネシオシリケート化合物および比較のための市販の洗剤ビルダーに
ついて試験し、得られた結果を以下の表５に示す。上記の実施例１〜１４で調製
されたマグネシオシリケート化合物は室温においていずれも１０mgＭgＯよりも
高いＭＣＢを示した。
(※)Ｍg2+の初期濃度:２００ppm(１００mlあたり０.１gの添加量において３３１
.７mgＭgＯ／gに相当する)。
カルシウム結合速度(ＣＢＲ)
カルシウム結合速度は室温において約１００ppmのＣa2+を含有する水溶液１リ
ットルあたりマグネシオシリケート３gを添加したときにＣa2+の半分の量が取り
込まれるのに要する時間として測定した。
方法Ｄ
マグネシオシリケート化合物が硬水軟化剤または洗剤ビルダーとしての有用性
を有することを明らかにするためにカルシウム結合速度(ＣＢＲ)を測定した。水
溶液からのＣa2+の除去速度を定量するために方法Ｄを用いた。即ち、この方法
においては、試験化合物０.１５gを水約１mlに懸濁させ、この懸濁液を、０.０
１ＭのＮaＣl、０.１ＭのＫＣlおよび約１００ppmのＣa2+を含有する溶液に撹拌
下で添加し、この撹拌溶液中のＣa2+の濃度をカルシウム選択性電極を用いて時
間の関数として測定した。
種々のマグネシオシリケート化合物および比較のための市販の洗剤用ビルダー
について試験をおこない、得られた結果を以下の表６に示す。上記の実施例１〜
１３で調製されたマグネシオシリケート化合物はいずれも室温で３００秒未満の
ＣＢＲを示した。
＋ 溶液からＣa2+の量を半減させるための時間
＊ 水１mlに懸濁させることができないので乾燥状態で添加した。
吸油量(ＯＡ)
吸油量はＥＰＯ ５６５ ３６４ Ａ１号明細書にも記載されているＡＳＴＭの
スパチュラによるこすりおとし法Ｄ２８１に従って測定した。この試験はあまに
油と試験物質を滑らかな表面上においてスパチュラを用いてこすりつけ混練させ
、スパチュラで切断しても破断もしくは分離しない硬いパテ状ペーストを形成さ
せることに基づく。吸油量は乾燥試験物質１００gあたりの油量(g)によって表示
される。
種々のマグネシオシリケート化合物および比較のための市販の洗剤ビルダーに
ついて試験し、得られた結果を以下の表７に示す。
洗剤組成物における使用
マグネシオシリケート化合物の洗剤ビルダーとしての有用性を明らかにするた
めに市販のビルダーであるゼオライト４Ａおよびトリポリリン酸ナトリウム(Ｓ
ＴＰＰ)との比較試験をおこなった。試験に供した３種の組成物を以下の表８に
示す。
洗剤分野の当業者には容易に理解されるように、他のマグネシオシリケート化
合物を含有するその他の組成物も洗剤組成物として試験に供してもよい。比較例
としてＥＰＡ ０ ３８４ ０７０号および対応する米国特許各明細書(これらの記
載内容も本明細書の一部を成す)に開示されている洗剤組成物(これらの組成物も
マグネシオシリケート化合物を含有する洗剤組成物に適宜適用することができる
)について言及する。
布地片(swatch)を用いる比較洗濯試験の結果
以下の比較試験においてはＦＯＭ７１ Ｌ ＡＢ洗濯機−エクストラクター(フ
ロント・ローディング:７kg容量)を使用した。表８に示した３種の洗剤組成物は
一回の洗濯あたり１５リットルの水に対して８g／Ｌ使用した。
使用した２種類の布地片は５つの区画(ホワイト、カーボンブラック／オイル
、血液、チョコレート・ミルク、レッドワイン)を含むＥＭＰＡ１０５およびホ
ワイト綿布である。
これらの２種類の布地小片の各々は洗剤組成物Ａ〜Ｃの各々を用いて以下の４
通りの条件下で別々に洗濯した:
１．軟水(１７mg／Ｌ ＣaＣＯ3)、２０℃
２．硬水(１３５mg／Ｌ ＣaＣＯ3)、２０℃
３．軟水(１７mg／Ｌ ＣaＣＯ3)、６０℃
４．硬水(１３５mg／Ｌ ＣaＣＯ3)、６０℃
比較試験の結果を以下の表９〜１２に示す。これらの表においては、各々の布
地片上の各々の区画の色と性能のランクを視覚的に評価できるように表示した。
これらの比較試験の結果は、マグネシオシリケートがＮaゼオライトＡと十分
に比較し得る性能を有しているので、リン酸塩不含洗剤用ビルダーとして有用で
あることを裏付けるものである。
当該分野の当業者には明らかなように、本発明は前述の例示的な態様以外の態
様に変形および修正できる。従って、本発明には本発明の技術的思想の範囲内に
おけるこのような変形態様や修正態様の全てが包含される。また、本発明には本
明細書において個別的もしくは一般的に言及または指摘した全ての工程、特徴、
組成および化合物並びにこれらの工程または特徴の２以上の組合せのいずれかも
しくは全てが包含される。
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ
，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ
，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，
ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ
Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ
，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，
ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ
(72)発明者 パレソープ，スティーブン・ロナルド
オーストラリア2614オーストラリアン・キ
ャピタル・テリトリー、クック、セクスト
ン・ストリート４／２番
(72)発明者 ロボ，チャーリーン・ジョゼフィーン
オーストラリア2602オーストラリアン・キ
ャピタル・テリトリー、ダウナー、コット
ン・ストリート16番、ユニット１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．次の特性および広域Ｘ線粉末回折ピークをd−面間隔１１〜１７Åにおい て示す充填シリカ多形体同類構造もしくは層状構造を有するマグネシオシリケー ト化合物: (a)室温下でのカルシウム結合能(ＣＢＣ);少なくとも１０mg ＣaＯ／g、 (b)室温下でのマグネシウム結合能(ＭＢＣ);少なくとも１０mg ＭgＯ／g、 (c)室温下でのカルシウム結合速度(ＣＢＲ)(３g／Ｌの添加量で約１００ppmの Ｃa2溶液からＣa2の半分の量を除去するのに要する時間);３００秒未満。 ２．次の無水組成を有する請求項１記載のマグネシオシリケート: ＭaＭgbＡlcＳi1-(b+c)Ｏd [式中、Ｍ＝アルカリ金属(ＨまたはＮＨ4によって部分的に置換されていてもよ い)、０.０＜a＜２.０、０.０＜b＜０.７、０.０≦c≦０.３、１.１５＜d＜３. ０、c＜b;(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)は１または複数の他の元素Ｔ(Ｂ、Ｂe、Ｚn、Ｇa、Ｆ e、Ｇe、ＡsまたはＰから成る群から選択される)によって部分的に置換されてい てもよい(但し、Ｔ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.１およびＭg＞０);格子間原子Ｍは１ または複数の他の元素Ａ(アルカリ土類金属、遷移金属および希土類元素から成 る群から選択される)によって部分的に置換されていてもよい(但し、Ａ／Ｍ＜０ .２);構造中に組込まれていない不純鉱物は組成中には含まれない] ３．０.４＜a＜１.４、０.２＜b＜０.６、０.０≦c≦０.２、１.５＜d＜２.５ およびＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.０２の条件を満たす請求項２記載のマグネシオ シリケート化合物。 ４．０.６＜a＜１.３、０.３５＜b＜０.６、０.０≦c≦０.１、１.６５＜d＜ ２.２５およびＴ／(Ｍg＋Ａl＋Ｓi)＜０.０２の条件を満たす請求項３記載のマ グネシオシリケート化合物。 ５．Ｍg／Ｃa≦１００およびＳi／(Ｍg＋Ｃa)＜１.４の条件を満たす請求項２ 記載のマグネシオシリケート化合物。 ６．ＭがＫおよび／またはＮaから選択される請求項１記載のマグネシオシリ ケート化合物。 ７．充填シリカ多形体同類構造を有し、Ｘ線粉末回折の主要なピークもしくは ピーク群がd−面間隔４.３０±０.１５Åおよび２.６±０.２２Åにおいて同時 にあらわれる請求項１記載のマグネシオシリケート化合物。 ８．充填シリカ多形体同類構造を有し、Ｘ線粉末回折の主要なピークもしくは ピーク群がd−面間隔２.７３±０.１５Åにあらわれると共に弱いピークもしく はピーク群がd−面間隔４.４４±０.１０Åにあらわれる請求項１記載のマグネ シオシリケート化合物。 ９．充填シリカ多形体同類構造を有し、Ｘ線粉末回折の主要なピークがd−面 間隔３.１１±０.２０Åにあらわれる請求項１記載のマグネシオシリケート化合 物。 10．層状構造を有し、広域Ｘ線粉末回折ピークがd−面間隔１２〜１６Åにあ らわれる請求項１記載のマグネシオシリケート化合物。 11．室温でのＣＢＣが少なくとも２０mg ＣaＯ／g、好ましくは少なくとも５ ０mg ＣaＯ／g、より好ましくは少なくとも１００mg ＣaＯ／g、最も好ましくは 少なくとも１００mg ＣaＯgである請求項１記載のマグネシオシリケート化合物 。 12．室温でのＭＢＣが少なくとも１５mg ＭgＯ／g、好ましくは少なくとも４ ０mg ＭgＯ／g、より好ましくは９０mg ＭgＯ／g、最も好ましくは少なくとも１ ４０mg ＭgＯ／gである請求項１記載のマグネシオシリケート化合物。 13．室温でのＣＢＲが２００秒未満、好ましくは１００秒未満、より好ましく は５０秒未満、特に２０秒未満、最も好ましくは１０秒未満である請求項１記載 のマグネシオシリケート化合物。 14．１００g(無水状態)あたりの吸油量(ＯＡ)が少なくとも５０g、好ましくは 少なくとも７０g、より好ましくは少なくとも１００gである請求項１記載のマグ ネシオシリケート化合物。 15．マグネシオシリケート鉱物を出発原料として調製される請求項１記載のマ グネシオシリケート化合物。 16．マグネシオシリケート出発原料または酸化マグネシウムと酸化ケイ素を含 有する混合原料をアルカリ金属酸化物含有物と固体状態で反応させることを含む 、充填シリカ多形体同類構造を有する請求項１記載のマグネシオシリケート化合 物の製造方法。 17．反応を約１０００℃またはそれ以下でおこなう請求項１６記載の方法。 18．反応を約４５０℃〜約８００℃でおこなう請求項１７記載の方法。 19．アルカリ金属酸化物含有物が空気中で約１０００℃以下の温度において分 解してアルカリ金属酸化物を生成する請求項１６記載の方法。 20．アルカリ金属酸化物含有物が重炭酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、硝酸塩お よび水酸化物から選択される１または複数の成分である請求項１９記載の方法。 21．アルカリ金属酸化物含有物がＫおよび／またはＮaを含有する請求項１６ 記載の方法。 22．マグネシオシリケート出発原料がフィロシリケート鉱物を含有する請求項 １６記載の方法。 23．フィロシリケート鉱物がタルクおよび／またはサポナイトから選択される 請求項２２記載の方法。 24．充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物を水性溶 液を用いて処理することを含む、広域Ｘ線粉末回折の特性ピークがd−面間隔１ １〜１７Åであらわれる層状構造を有する請求項１記載のマグネシオシリケート 化合物の製造方法。 25．充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物が少なく とも１０mg ＣaＯ／gのＣＢＣ(室温)、少なくとも１０mg ＭgＯ／gのＭＢＣ(室 温)および３００秒未満のＣＢＲ(室温)を有する請求項２４記載の方法。 26．充填シリカ多形体同類構造を有するマグネシオシリケート化合物を水性溶 液中に分散させ、残存固体を上澄み液から分離させて乾燥させる請求項２４記載 の方法。 27．分散と分離工程を約２０分未満、好ましくは約１０分未満でおこなう請求 項２６記載の方法。 28．分離される残存固体を約１００℃未満、好ましくは約６０℃未満の温度で おこなう請求項２６記載の方法。 29．マグネシオシリケート出発原料または酸化マグネシウムと酸化ケイ素を含 有する混合原料をアルカリ酸化物含有物と水性相で反応させることを含む、広域 Ｘ線粉末回折の特性ピークがd−面間隔１１〜１７Åであらわれる層状構造を有 する請求項１記載のマグネシオシリケート化合物の製造方法。 30．反応を密閉容器内において約１００℃〜約３００℃でおこなう請求項２９ 記載の方法。 31．反応を約１５０℃〜約２００℃でおこなう請求項３０記載の方法。 32．アルカリ金属酸化物含有物が空気中において約１０００℃以下の温度で分 解してアルカリ酸化物を生成する請求項２９記載の方法。 33．アルカリ金属酸化物含有物が重炭酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、硝酸塩お よび水酸化物から選択される請求項３２記載の方法。 34．アルカリ金属酸化物含有物がＫおよび／またはＮaを含有する請求項２９ 記載の方法。 35．マグネシオシリケート出発原料がフィロシリケート鉱物を含有する請求項 ２９記載の方法。 36．フィロシリケート鉱物がタルクおよび／またはサポナイトから選択される 請求項３５記載の方法。 37．請求項１記載のマグネシオシリケート化合物の硬水軟化剤としての使用方 法。 38．請求項１記載のマグネシオシリケート化合物の洗剤ビルダーとしての使用 方法。 39．請求項１記載のマグネシオシリケート化合物および界面活性剤を含有する 洗剤組成物。 40．請求項１記載のマグネシオシリケート化合物および所望によるバインダー を含有する成形体。
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