JPS6163521A

JPS6163521A - 自由膨潤型合成雲母

Info

Publication number: JPS6163521A
Application number: JP18469284A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Nishikawa; 西川　敏秀; Tetsushi Kosugi; 小杉　哲史; Akitsugu Andou; 安藤　彰嗣
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-04-01
Also published as: JPH0459248B2

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、自由膨潤型合成雲母に係り、更に詳記すれば
、陶磁器、顔料、化粧品、医薬、吸着体及び触媒坦体等
の原料として有用な、自由膨潤型合成雲母に関するもの
である。

「従来技術」自由膨潤型合成雲母とは、自由膨潤性即ち、雲母層開城
に水分子が侵入し、居間水層が何層も形成され、やがて
この水層が自由水に移行する性質を示す雲母のことであ
る。

従来、このような自由膨潤型合成雲母は、ナトリウム、
リチウム、マグネシウム、ケイ素、フッ素等を含有する
化合物を、一定の割合で混合し、これを溶融、冷却する
ことにより得られている。

このようなものとして、例えば、リチウムへクトライト
Ｌ＋ｈにｇ２％Ｌ１月Ｓｉ、０．。Ｆ２（特開昭５Ｏ−
２６９８号公報）、ナトリウムへクトライ１ｌｌａ３゜
Ｍｇ２．Ｌｉ、Ｓｔ、Ｏ，ｏＦ２（特開昭５Ｏ−２６９
８号公　　報）、リチウムテこオライドＬｉＭｇ２Ｌｉ
Ｓｉ、０１ｏＦ２（特開昭５Ｏ−１２４００号公報）及
びナトリウムテトラシリシックマイカＨａ１１ｇ、５Ｓ
ｉ４０．ｏＦ２（特開閉５１−２４５８９号公報）等が
知られている「発明が解決しようとする問題点」自由［１型合成雲母は、その膨潤性、保水性、ゾルの安
定性、粘性及び比表面積等の基本特性に応じて、多くの
用途に使用されている０例えば。

ゾルの粘性を利用して増粘剤、安定剤等として。

またゾルのチキントロピック性を利用して、塗装改良剤
として使用されている。更にインタカレーンヨンを利用
し、層間に有機物を取り込んで有機・無機複合体を得る
素材としても利用されているしかして、従来の自由膨潤
型合成雲母は１層間イオンがＮａ若しくはＬｉに限られ
ていたので、その性質も自ずから限られていた。

そこで、Ｎａ若しくはＬｉを他のイオンで置き換えるこ
とによって、従来の自由膨１１１Ｉ型合Ｉ＆雲母にはな
い性質を示し、それ故特定の用途には従来にない有用性
を示す自由膨潤型雲母を得ようとして、１）Ｎａもしく
はＬｉを他のイオンでイオン交換する方法及び２）溶融
に際し、Ｎａ若しくはＬＩ以外のイオン例えばにイオン
若しくはＨａイオンを同時に混合し、溶融する方法を試
みたが、前者の方法では１層間は収縮し、凝集し、限定
膨潤型雲母となってしまうし、後者の方法では、イオン
半径の関係から、居間に位置しないとか、或いは居間に
位置しても、非膨潤若しくは限定膨潤型の雲母しか得ら
れなかった。

ｒ問題点を解決するための手段」木発明者等は、この点に着目し、鋭意研究の結果、極め
て有用な興味ある性質を示す自由ＩＩＩ潤型金型合成雲
母発に成功し、本発明に到達した。

即ち１本発明は下記一般式（Ｉ）：Ｘ尾〜Ｌ５　Ｙ２．０〜３．５Ｓｉ　３．０−４．５Ｏ
１０’　１．５〜３．０ＣＩ　）（式中、Ｘは層間イオ
ンであって、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からな
る群から選ばれる２種以上の混合イオンを表わし、Ｙは
八面体位置のイオンであって、Ｍｇ”ｔたはＭｇ２＋の
一部をＬｉ　　で置換したイオンを表わす、）で表わさ
れる自由膨潤型合成雲母である。

本発明の自由膨潤型合成雲母は、好ましくは次式：％式％（）更に好ましくは、次式：ｘ％　−１，ＯＹ２．ｏ　−３，０５１４０１０Ｆ２　
　　　　（ｍ）で表わされる。上記式■及び■に於いて
、Ｘ及びＹは、前記大工で定義した意味を表わす。

本発明の新規Ｗｇ潤型合成雲母は、その居間イオンが、
アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から選ば
れる２種以上の混合イオンからなることを、構造上の特
徴としている。

アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウム好ましくはリチウム、ナトリ
ウム、カリウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては
、ベリリウム、マグネシウム、力Ｊレシウム、ストロン
チウム、バリウム好ましくは、マグネシウム、カルシウ
ムが挙げられる層間イオンに於けるそれぞれのイオンの
比率は、新規膨潤型合成雲母を提供するという本発明の
目的を阻害しない範囲で任意に設定できるが、好ましく
は、各々が層間イオン全体の１０％〜９０％となる量で
ある。

下記に本発明の合成雲母の具体例を列挙するが、本発明
はこれら具体例に限定されないのは勿論である：ナトリウムカリウムデュオライト（Ｈａ、Ｋ　）　Ｎｇ２Ｌｉ（Ｓｉ４０．ｏ）Ｆ、。

ナトリウムカリウムテトラシリシック、マイカ（Ｎａ　
、に）Ｍｇ２．５（！ｌｆｔ、Ｏ，ｏ）Ｆ２ナトリウム
リチウムデュオライト（Ｎａ、Ｌｉ）　＞１ｇ２Ｌｉ（Ｓｉ４０、。）Ｆ２リ
チウムカリウムデュオライト（Ｌｉ、Ｋ）Ｍｇ、、Ｌｉ（Ｓｉ、０１ｏ）Ｆ２ナトリ
ウムマグネシウムテニオライト（Ｎａ、Ｍｇ）　Ｋｇ　　Ｌｉ　（Ｓｉ４０ｔｏ）Ｆ２
ナトリウムリチウムへクトライト（＋ｌａ、Ｌｉ）　ｙ、　Ｍｇ　２　Ｈい３／、　（ｓ
　ｉ４０　ｌＯ）Ｆ２本発明の合成雲Ｉｔ１は、下記一
般式（１１）で表わされる合成雲母を有機カチオンと接
触させて有機無機複合体とし、該複合体の懸濁液をアル
カリ性として有機カチオンを追い出し、ついで懸濁液を
乾燥することによって製造出来る。

Ｍ局〜１２〜３ｓｉ、　Ｏ□。Ｆ、、　　　　（ＩＩ）
（式中、ＭはＬｉ　　またはＮａ　　を表わし、ＹはＭ
ｇ２＋またはＭｇ２°の一部をＬｉ　　でと換したイオ
ンを表わす、）上記一般式（ｎ）で表わされる出発原料の具体例を列挙
すれば、次の通りである：ナトリウムテトラシリシックマイカＮ８Ｍｇ２．５Ｓ１４０ｔｏＦ２リチウムテニオライト　　Ｌｉ）１ｇ２ＬｉＳｉ、Ｏ！
ｏＦ２ナトリウムテニオライト　ＮａＮｇ、、Ｌｉ５ｉ
４０．ｏＦ２ナトリウムへクトライトＮａ、Ａにｇ、、
　Ｂ　Ｌｉ、　５ｉ４０．ｏＦ２リチウム〜クトライト
　Ｌ鴨−ｇ、、　ｑＬ！＋５Ｉ４０ｔｏＦ２式（■）で
表わされる合成雲母と複合体を形成させる有機カチオン
としては１合成雲母の層間イオンとイオン交換し得るも
のならどのようなものでも使用することができる。この
ようなものの具体例としては、アルキルアミンの無＠酸
塩、例えＩｆ　ｎ−ブチルアミン、ｎ−プロピルアミン
及びジエチルアミン等の塩酸塩、アミンアルコールの無
ａＳ塩１例えばジェタノールアミン及びトリエタノール
アミン等の塩ｓ＠、及びアミノ酸の無機酸塩１例えばα
−アラニンの塩酸塩等が挙げられる合ＩＲ雲母を有機カ
チオンと接触させる方法は。

例えば浸漬法、混練法、攪拌法及び還流決算公知のあら
ゆる方法が適用できる。接触温度は、特に限定されない
が、通常０℃〜１００℃の温度で行なわれる。また接触
時間は、接触温度及び有機カチオンの濃度により異なる
が、いずれにしても短時間で十分である。

複合体の懸濁液をアルカリ性にするには、アルカリ性を
示すアルカリ金属及びアルカリ土類金属の化合物を添加
すればよい、添加するアルカリの種類及び量は、本発明
の式（Ｉ）で表わされる化学組成を形成し得るように選
択する。この際アルカリの量を多くすると、得られる生
成物の比表面積は小となり、逆にアルカリの量を少なく
すると、比表面積は大となる。それ故アルカリの添加量
によって、本発明の合成雲母は所望の比表面積とするこ
とが出来る。使用するアルカリ金属及びアルカリ土類金
属の化合物としては、これらの水酸化物及び炭酸塩例え
ば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネ
シウム、炭酸ナトリウム及び炭酸リチウム等が挙げられ
る。また懸濁液をアルカリ性とする際に、アンモニアを
併用すると効果的である。アルカリ性のｐＨは特に限定
されないが、例えばｐＨ８〜１４好ましくは、ｐＨ９〜
１２である。有機カチオンはこのように複合体の懸濁液
をアルカリ性にすることによって追い出されるものであ
るが、追い出す方法としては、例えば攪拌しながらｉ面
より揮散させる方法、エバポレーターで減圧にして揮散
させる方法等があるが、これらに限定されるものではな
い。

このように有機カチオンを追い出した後乾帰すれば、実
質的に有機物を含まず、１つ層間イオンがアルカリ金属
及びアルカリ土類金属からなる群から選ばれる２種以上
のイオンの組合せからなる、式（Ｉ）で表わされる本発
明の自由膨潤型合成雲母が得られる。

「実施例」次に実施例、参考例を挙げて本発明を更に説明するが１
本発明はこれら実施例に限定されない。

尚実施例中に於ける比表面積及び粘度の測定は、次の方
法により行った。

「比表面積」試料的１ｇを充分に乾燥し、これにエチレングリコール
モノエチルエーテルを含浸させた後、デシケータ−中で
、真空ポンプにより脱気し、エチレングリコールモノエ
チルエーテルの平衡保持量？求め、次式より比表面積を
算出した。

比表面積＝　３　、５ｒｎ’／ｍｇＸ　［エチレングリ
コールモノエチルエーテル保持Ｖ　（ｍｇ／ｇ）］「粘
度］濃度を１．５ｗ／ｗ％とし、東京計器のＢ型粘度計で、
Ｎｏ、ｌのローターを使用し、６０ｒ、ｐ。

Ｌ、２５℃の条件で測定した。

「膨潤性試験」合成雲母の粉を乳鉢ですりつぶしてホルダーにのせ、こ
れにスポイトで水を加え、湿らせた状態でのＸ線回折ピ
ークによって、膨潤性の判定を行なった。（００１）回
折線から、２θ＝５．６゜〜８．８°付近に明瞭なピー
クが現われるものを「限定膨潤性」とし、２θ＝９°以
下のベースラインがなだらかに上昇し、２θ＝２°〜９
６に明瞭なピークの現われないものを「自由ｌＩｌ潤性
」とした。

実施例１ナトリウムテトラシリシックマイカ（Ｎａにｇ２．５Ｓ
ｉ、０１０Ｆ２）　　ｌ　ＯＯｇに、ｎ−ブチルアミン
塩酸溶液（ｎ−ブチルアミン１００ｍＪＬに濃塩酸１０
０ｍ文を加え、これに蒸留水４．８見を加えた溶液）３
００ｍ文を加え、これを攪拌機で１時間攪拌した。つい
でｌＯ％ＫＯＨ水溶液１５ｍＪＬを加え、ｌ昼夜攪拌し
た。つぎに、８０℃の恒温槽中で加熱しながら、ｎ−ブ
チルアミンを減圧下で強制的に留去した。このようにし
て得た懸濁液を５〜２０％程度の適当な濃度に濃縮した
後、１５Ｏ℃で乾帰して１合成雲母の粉を得た。この粉
の膨潤性をＸ線により調べたところ、自由膨潤型合成雲
母であることが判明した。

実施例２実施例１に於いて、ナトリウムテトラシリシックマイカ
の代りにナトリウムテニオライトを使用する以外は同様
に実施して、ナトリウムカリウムテニオライトを得た。

この生成物をＸ線回折に供したところ、第１図に示す結
果を得た。このＸ線回折チャートは、広角Ｘ線回折（反
射）法による２θ＝２＠〜５Ｏ°の測定チャートである
。１４定は、３０ＫＶ、１８ｍＡで行ない、スリット系
は、Ｄ、Ｓ＝１°、Ｓ、Ｓ＝１’、Ｒ，Ｓ＝０．２ｍｍ
を使用した。尚測定条件は、２５℃、６５％ＲＨである
。

上記生成物の成分量を測定した。結果を次表に示す、尚
Ｎａ、に、Ｌｉは炎光光度計を使用する方法、ＭｇはＥ
ＤＴＡ滴定法、Ｓｉは脱水重量吸光光度併用法モしてＦ
はアリザリンコンブレクラン法により求めた。

単位Ｗ／Ｗ％上記結果から次式で表わされる化学式が導かれる。

（Ｎａ０．５３ＫＯ−８０）Ｌｌｌ、０８’ｇ２．３７
Ｓｉ３．７００１０’２．２２尚、上記化学式は、正荷
電総数を基準とする方法により求めた。

この生成物粉体の膨潤性をＸ線により調べたところ、自
由膨潤型合成雲母であることが判明した、そのＸ線回折
チャートを第２図に示す。

実施例３実施例２に於いて、１０％ＫＯＨ水溶液５ｍ見を加える
以外は同様に実施して、ナトリウムカリウムテニオライ
トを得た。同様にして、Ｘ線回折チャートにより自由膨
潤型合成雲母であることを確認した。

実施例２及び実施例３で得た生成物の粘度及び比表面積
を測定した。結果は、次表に示す通りであった。尚比較
の為、従来の自由膨潤型合成雲母の測定値も併記した。

「発明の効果」本発明の自由膨潤型合成雲母は、全く新規な合成Ａ母で
あり、水溶液の粘性が高いので、増粘剤等ンルの粘性を
利用した用途に於いて、後れた効果を発揮する。

また本発明の自由膨潤型合成雲母は、所望の比表面積と
することが出来る。それ故いわゆるインタカレーション
により、Ｐ＃間に有機物を取り込む際の有機物の量、種
類、配位方向等を制復した種々の有機・無機複合体を得
ることが出来るが、これは従来の合成雲母にはない性質
であるので、斯Ｘに貢献するところ極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１１Δは、実施９４２で得られた合成雲母のｘＭＡ回
折図であり。第２図は、湿らせた状態でのｘ１１回折図である図中、
θは入射角を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次式 I ：Ｘ＿１＿／＿３＿〜＿１＿．＿５Ｙ＿２＿．＿０＿〜＿
３＿．＿５Ｓｉ＿３＿．＿０＿〜＿４＿．＿５Ｏ＿１＿
０Ｆ＿１＿．＿５＿〜＿３＿．＿０（ I ）（式中、Ｘ
は層間イオンであつて、アルカリ金属及びアルカリ土類
金属からなる群から選ばれる２種以上の混合イオンを表
わし、Ｙは八面体位置のイオンであって、Ｍｇ＾２＾＋
またはＭｇ＾２＾＋の一部をＬｉ＾＋で置換したイオン
を表わす。）で表わされることを特徴とする自由膨潤型
合成雲母。
（２）Ｘが、ナトリウムとカリウムとの混合イオンから
なる特許請求の範囲第１項記載の合成雲母。
（３）Ｘが、ナトリウムとリチウムとの混合イオンから
なる特許請求の範囲第１項記載の合成雲母。