JPS61266366A

JPS61266366A - 無機層状多孔体

Info

Publication number: JPS61266366A
Application number: JP10635185A
Authority: JP
Inventors: 平尾　正三; 勝横山; 隆岸本; 孝一高濱
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-05-18
Filing date: 1985-05-18
Publication date: 1986-11-26
Anticipated expiration: 2005-05-18
Also published as: JPH0228543B2

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】〔技術分野〕この発明は、断熱性に優れた無機層状多孔体に関する。

〔背景技術〕

空隙を有する層状多孔体として、膨潤性層状化合物の層
間に水酸化物等の異種物質を挿入反応させたインターカ
レーション物質がある。これは層間距離が４〜１０人程
度と小さいため、層表面の吸着水の影響を受けやすいこ
とと、空隙に比べて固体部の割合が大きいことから、断
熱性の点であまりすぐれたのものとは言えない、そのた
め、断熱性の優れた層状多孔体が望まれている。

〔発明の目的〕

この発明は、このような現状に鑑みて、層間に比較的大
きな空隙を有して断熱効果に優れた無機層状多孔体を提
供するものである。

〔発明の開示〕

このような目的を達成するために、この発明者らは、膨
潤性層状化合物の層間に無機化合物粒子をピラーとして
配置して層間隔を２０〜６００人に保持するようにした
無機層状多孔体を開発した。この無機層状多孔体は、従
来のものに比べ断熱性に優れたものであったが、開孔率
が１０〜１５％で熱伝導がまだ少し大きいという問題が
あった。

このため、この発明者らは、さらに鋭意検討を重ねた結
果、開孔率が２０％以上になれば充分な断熱性が得られ
るということを見い出し、この発明を完成するに至った
。

したがって、この発明は、主材たる膨潤性層状化合物の
層間にピラーたる無機化合物が配置され層間隔がこのピ
ラーによって保持されている無機層状多孔体であって、
層間隔が３０Å〜６００人の多孔体が全体の２０％以上
であることを特徴とする無機層状多孔体を要旨とする。

以下に、この発明をその１実施例を表す図面に基づいて
詳しく説明する。

構造を模式化してあられした第１図にみるように、この
発明の無機層状多孔体Ａは、無機層状化合物の層１．１
間に、無機化合物がピラー２として配置されている。そ
のため、その層間隔３が２０〜６００人に保持されてい
る。そのうち２０％以上は３０〜６００人の層間隔とな
っている。無機層状化合物としては、Ｎａ−モンモリロ
ナイト、Ｃａ−モンモリロナイト、３−八面体合成スメ
クタイト、酸性白土および合成雲母（Ｎａフッ素四ケイ
素雲母）等が挙げられるが、膨潤性層状化合物であれば
、これらに限られるものではない。

Ｃａ−モンモリロナイトや酸性白土のような難膨潤性化
合物を用いたときは、熱伝導率の経年劣化性が少ない、
無機化合物としては、Ａｌ２Ｏ３゜ＺｒＯ２等が単独あ
るいは混合して用いられる。

これらが、層間を２０〜６００人好ましくは３０〜６０
０人に保持するのである。これらピラーとして用いられ
る無機化合物は限定されないが、熱に対して安定な金属
酸化物などが好ましい。

つぎに、この無機層状多孔体の製法について、その１実
施例を模式化して表した図面に基づいて詳しく説明する
。

膨潤性粘土鉱物のような物質は、第２図に示すように、
膨潤性層状化合物Ａ、の集まりでできている。主材たる
この化合物ＡＩを水などの溶媒と混合（必要に応じ混線
）して、第３図にみるように層１．１間に溶媒４を含ま
せて膨潤させる。溶媒としては、水やそれ以外の極性溶
媒、たとえば、メタノール、ＤＭＦ、ＤＭＳＯなどが挙
げられ、これらを単独あるいは混合して用いるようにす
る。水と水辺外の極性溶媒を混合するようにした方が膨
潤によって層間をよく広げるので好ましい、この膨潤さ
せた無機層状化合物Ａ２に対し、仮ピラーになる水溶性
高分子や高級アルコールなどを加えて充分に混線を行い
、第４図（ａ）に示すように、層１．１間に仮ピラー５
を挿入する。この仮ピラー５は、層間隔を押し広げ仮に
ピラーとして挿入されるもので、本来のピラーとなる無
機化、金物が配置されたのち、焼成によって簡単に取り
除くことができ、その仮ピラー５が存在した層１゜１間
に空隙を残すようなものでなければならない。この混線
系中に無機多核錯体イオンからなる水溶液を添加して混
線を続け、この多核錯体イオンと層１，１間の陽イオン
とを交換させる。仮ピラーおよび無機多核錯体イオンの
混線時の温度は３０〜９０℃の範囲に設定して行うこと
が好ましい、充分に混線を行ったのち、これを冷却する
。このようにすると、第４図（ｂ）に示すように無機多
核錯体が過飽和状態になり、その結晶２１が層１゜１間
に析出する。冷却温度は０℃〜２０℃の範囲で行うよう
にする。この層１．　１間に結晶２１が析出した層状化
合物を６０〜１０５℃で乾燥させて水などの溶媒を除去
する。このとき、水溶性高分子あるいは高級アルコール
などは、まだ層間に仮ピラー５として残っている。これ
を２００〜６００℃、好ましくは４５０〜５５０℃で焼
成する、この焼成によって、仮ピラーたる水溶性高分子
あるいは高級アルコールはＣＯ２およびＨ２０に変化し
て除去され、これらが存在した空間はそのまま層１．１
間に空隙１１として残るとともに、無機多核錯体の結晶
も金属酸化物１比変化し、層状化合物は、層間に第１図
および第４図（Ｃ）にみるように金属酸化物がピラー２
として配置された無機層状多孔体Ａとなる。なお、冷却
および焼成の温度は、上記範囲において用いられる仮ピ
ラーや無機多核錯体の種類に応じた温度に設定するよう
にする。このようにして得られた無機層状多孔体は、そ
の全体の層間隔の２０％以上が３０〜６００人を保持し
ており、第１図の矢印Ｂ方向の断熱性に優れている。な
お、仮ピラーとして用いられる水溶性高分子としては、
たとえば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシ
ド、メチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、カルボ
キシメチルセルロースなど、高級アルコールとしては、
ヘキサノール（Ｃｅ　）　、オクタツール（Ｃｏ　）　
、デカノール（ＣＩＯ）、　　ドデカノール（ＣＩ２）
、テトラデカノール（Ｃ，４Ｆ）、ヘキサデカノール（
Ｃ６６）、オクタブタノール（Ｃ，８）、エイコサノー
ル（Ｃ，。）などが挙げられるが、層間を押し広げて無
機多核錯体の結晶成長を助けるとともに、焼成などによ
って気化して層間に空隙を残すようななのであれば、上
記のものに限定されるものではない、無機多核錯体とし
ては、Ａｌ、　　ｚｒ、Ｔｉ。

ＦａおよびＮｉなどの金属イオンを中心として形成され
る多核錯体などが挙げられる。水溶液中でこれらの錯体
イオンになるような無機化合物としては、ＡｌＣｌ３　
、ＺｒＯＣｌ２　、Ｆｅ３０　（ＣＨ３ＣＯＯ）６など
が挙げられる。

つぎに、実施例を詳しく説明する。

（実施例１）材料は、主材である膨潤性層状化合物としての純Ｎａ−
モンモリロナイト（クニミネ工業■製りニビアＦ）、こ
れを膨潤させる溶媒としての水。

仮ピラーとしてのポリビニルアルコール（分子量２２．
０００）、無機多核錯体イオンとなるものとしてのオキ
シ塩化ジルコニウム（Ｚ　ｒ　ＯＣ１２）を重量比で主
材、水、仮ピラーが１：５：１となるように用いるとと
もに、錯体が主材に対して５ＣＥＣ（カチオン交換容量
）となるように配合して、混合、混練した。混線は万能
ミキサ（丸菱化学■製）を用いて、８０℃で行った。こ
の混線により得られたコロイド状溶液をヘラで板状に延
ばした。この板状の試料を０１の恒温槽中に浸し２時間
静置して層間に無機多核錯体を結晶化させた。その後、
これを半日間自然乾燥させ、つぎに１０５℃で熱風乾燥
して溶媒たる水を除去した。

これを４５０℃の電気炉中で焼成し、厚み２−一の板状
無機層状多孔体を得た。

（実施例２）無機多核錯体イオンとなる無機化合物としてＡｌＣｌ３
を用いた以外は実施例１と同様にして無機層状多孔体を
得た。

（実施例３）主材として合成雲母（トピーエ業■製ダイモナイ））ｆ
Ｇ）を用いた以外は、実施例」と同様にして無機層状多
孔体を得た。

（実施例４）主材として実施例３と同様Ω合成雲母を用い、実施例２
と同様にして無機層状多孔体を得た。

（実施例５）仮ピラーとしてポリエチレングリコール（分子量２０．
０００）を用いた以外は実施例１と同様にして無機層状
多孔体を得た。

（実施例６）溶媒として水とジメチルホルムアミド（半井化学薬品■
製特級）を重量比１：１の割合で混合してなる混合溶媒
を用いた以外は実施例１と同様にして無機層状多孔体を
得た。

（実施例７）焼成温度を５５０℃とした以外は実施例１と同様にして
無機層状多孔体を得た。

なお、この製法による各材料の配合比は上記実施例に限
られない。

これら実施例で得られた成形体試料の開孔率。

層間距離、密度、熱伝導率を測定し、その結果を石膏ボ
ードおよび砂の成形体の２つの比較例の結果と併せて第
１表に示す、なお、開孔率はつぎのような式によって得られる。比表面積は窒素吸着法におけるＢＥ
Ｔの方法、平均層間圧ｆｉｌ（細孔分布）は窒素吸着法
におけるＣＩ法を用いた。窒素吸着装置はカルロエルバ
社ツーブトマチック１８００を用いた。熱伝導率測定は
、キセノンフラッシュ法による熱伝導率測定装置を用い
た。

第１表から明らかなように、これら実施例で得られた無
機層状多孔体は、すべて層間隔が平均３０Å以上で開孔
率が２０％以上となり充分な断熱性を有している。

この発明の無機層状多孔体を得る方法としては上記の製
法に限られない、たとえば、層状化合物に一定の大きさ
を有する無機粒子を挿入して層間に固定する方法、およ
び、この方法と上記の無機多核錯体イオンを用いる方法
との併用など、層間隔３０〜６００人のものが２０％以
上となり、充分な断熱性の得られるものならば、どんな
方法であっても構わない。

〔発明の効果〕

この発明の無機層状多孔体は、層間に無機化合。

物が配置され、層間隔３０〜６００人のものが２０％以
上であるので、優れた断熱性を有しており、断熱材とし
て有用である。

【図面の簡単な説明】第１図は無機層状多孔体の模式的側面図、第２図は膨潤
性層状化合物の模式的側面図、第３”図はその膨潤に至
る状態を説明する説明図、第４図は仮ピラー添加から焼
成に至るまでの層状化合物の層間の状態の変化を説明す
る図であって、第４図（ａ）は仮とラー添加時、第４図
（ｂｌは乾燥時、第４図（Ｃ）は焼成時を表しているも
のである。Ａ・・・無機層状多孔体　Ａ、・・・膨潤性無機層状化
合物　１・・・層　２・・・ピラー　３・・・層間隔　
４・・・溶媒代理人　弁理士　　松　本　武　音用１図Ａ第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主材たる膨潤性層状化合物の層間にピラーたる無
機化合物が配置され層間隔がこのピラーによって保持さ
れている無機層状多孔体であって、層間隔が３０Å〜６
００Åの多孔体が全体の２０％以上であることを特徴と
する無機層状多孔体。
（２）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、酸性白土、３−八面体合成
スメクタイトおよび合成雲母からなる群より選ばれた１
つである特許請求の範囲第１項記載の無機層状多孔体。
（３）ピラーがＺｒ、Ａｌ、Ｔｉ、ＦｅおよびＮｉから
なる群より選ばれた少なくとも１つの金属イオンを中心
とする無機多核錯体が層間で変化して得られる前記金属
の酸化物である特許請求の範囲第１項または第２項記載
の無機層状多孔体。