JPS63294936A - 有機粘土複合体組成物 - Google Patents

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） 本発明は有機粘土複合体を芳香族系有機溶剤に分散させ
た組ｒｋ、物に関する。

（従来の技術） モンモリロナイト、サボナイトなどの粘土鉱物はその結
晶状態か独特の層状構造であり、その層間に種々の化合
物が侵入したり、層間の交換性陽イオン（以下ＥＣと呼
ぶ）とイオン交換する現象か知られている。この現象を
利用して、粘土鉱物と有機化合物あるいは無機化合物を
反応させることにより、元の粘土鉱物と異な９た性質を
有する複合体か得られていて種々の分野に利用されてい
る。

例えば粘土鉱物に親油性を付与させたり、化学反応の触
媒あるいは担体としての機能を充実させたり、粘土鉱物
に断熱性その他の機能を持たせるようなことが試みられ
ている。

しかし、このような従来の粘土鉱物の複合体は媒体に対
する分散性が悪く、分散液は不透明であり、有機溶剤中
て良好に分散、＊潤して、高濃度の分散液でも高い透明
性を示すものは今まで得られていなかった。有機溶剤中
に粘土鉱物が良好に分散して透明な液状となり、溶剤に
溶けたような状態になれば、粘土鉱物が塗料、接着剤、
化粧品、軟骨などの種々な分野ての新しい用途か開拓さ
れることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように有機溶剤に対する粘土１＆物の分散性を改
良するために、従来から粘土鉱物と有機第四級アンモニ
ウム塩を反応させることが試みられているが、本発明者
らの検討したところでは。

巾に上記の有機粘土複合体を合成して有機溶剤中に分散
させても、分散性、膨潤性が多少改良されるが、高い分
散性を有していたりあるいは有機溶剤中で透明性を示す
ような粘土複合体を得ることは困難であった。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明者らは上記の従来の有機粘土複合体の欠点
を克服し分散性を改良するため種々検討を重ねた結果、
以下に示す組成物を開発するに至った。

すなわち本発明は炭素原子数が１２以上の有機第四級ア
ンモニウム塩とスメクタイト型粘上鉱物とを反応させて
得られる有機粘土複合体を芳香族系有機溶剤に分散させ
てなることを特徴とする有機粘土複合体組成物を提供す
るものである。

本発明に用いられる粘土複合体を合成するために用いら
れるスメクタイト型粘上鉱物とは、層状珪酸塩鉱物の層
状構造か四面体シート２枚と八面体シート１枚から構成
される３層の結晶構造を持つものの内の一種であり、具
体例にはは、モンモリロナイト、バイデライト、サボナ
イト、ヘクトライト、スティブンサイトなどが該当する
。これらの粘土鉱物は１例えばモンモリロナイトの場合
には、膨潤性粘土を水で抽出することにより、不純物を
分離させる方法、いわゆる水簸法により入手することが
できる。またサボナイトの場合には、特開昭５８−１８
１７１８号公報に記載されているように、無機化合物を
出発物質として１業的に合成することかてきる。

本発明に用いられる上記粘土鉱物は、天然の粘土から精
製したもの、あるいは合成したもののいずれを出発物質
に用いてもよく、その殆どかスメクタイト型粘上鉱物で
構成されている限り、その純度、粘土鉱物の種類あるい
は組成などに限定されるものではない、しかし本発明に
おいては、好ましくは主成分がサボナイトあるいはモン
モリロナイトから成るものを用いる。

上述の粘土鉱物と反応させるのに用いられる有機第四級
アンモニウム塩は、次の一般式で表わす上記式中、Ｒｔ
　、Ｒ２、Ｒ：＋は互いに同じでも異なっていてもよく
、水素原子及び炭素原子数１〜８のアルキル基から選ば
れる。Ｒ４は炭素原子数８以上のアルキル基、アリール
アルキル基、アルキルアリール基及び置換基を有するか
または有しないアリ−ロイルアルキル基から選ばれる。

なおＭｏ−はハロゲン化水素、硫酸、硝酸、リン酸など
の鉱酸の酸根な示し、ｎは１〜３の整数を示す。なお本
発明においては、Ｒｔ　、Ｒｚ　、Ｒ：ｌ、Ｒ４の炭素
原子数の和か１２以上となる。

本発明に用いられる有機第四級アンモニウム塩の具体的
な例としては、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモ
ニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化
ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジ
メチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニ
ウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化メチル
トリオクチルアンモニウム、塩化ベンゾイルコリン、臭
化ベンジルトリメチルアンモニウム、臭化ラウリルトリ
メチルアンモニウムなどが挙げられるか本発明は必ずし
もこれらの化合物に限定されるものではない。

粘土鉱物と反応させるために用いられる上述の有機第四
級アンモニウム塩の量は粘土鉱物の有する陽イオン交換
当量（以ＦＣＥＣという）に対して、第四級アンモニウ
ムイオンに換算して等量となるように選ぶのが好ましい
が、必要に応じて０．５倍当量ないし１．２倍当量の範
囲内で適宜調整される。

本発明において有機第四級アンモニウム塩と粘土鉱物と
を反応させるとは、粘土鉱物の層間に侵入したり１層間
のＥＣとイオン交換したりなどして、有機第四級アンモ
ニウム塩が粘土鉱物から離脱しえない状態となっている
ことをいう。

粘土鉱物と有機第四級アンモニウム塩を反応させる方法
については、粘土鉱物の交換性陽イオンと有機第四級ア
ンモニウムイオンか効率良くイオン交換てきる方法を取
る限り特に限定されない。

例えば粘土鉱物を水に分散させたスラリーを調整し、該
スラリーを攪拌しつつ、有機第四級アンモニウム塩の水
溶液ないしは有機溶剤溶液を滴下させることにより、容
易に目的とする粘土鉱物複合体を合成することができる
。こうしてイオン交換の終了したスラリー系は多少懸濁
粒子か凝集しているため、ろ過あるいは遠心分離により
固形分を採取し、常法により、乾燥、粉砕、分級するこ
とにより、粘土鉱物−有機第四級アンモニウム塩複合体
を得ることかできる。

Ｌ述の有機粘土複合体を分散させるために用いられる有
機溶剤は、該有機粘土複合体との親和性の高い芳香族性
を有するものであり、具体的にはベンゼン環、ナフタレ
ン環などの芳香族環もしくはピロール環、ピリジン環な
どの複素環を有する溶剤かあげられるか、ベンゼン、ト
ルエン、ニトロベンゼン、ベンジルアルコール、クロル
ベンゼン、アニリンなどのベンゼン環を有するものか好
ましい。

これらの溶剤に有機粘土複合体を分散させる方法は特に
限定されないが、溶剤を攪拌しつつ、上記複合体を添加
することで目的を達成することかてきる。溶剤と複合体
の割合は溶剤、複合体の種類、用途などにより、適宜調
整されるが、溶剤１００１１［Ｊに対して複合体１ｇ〜
５０ｇの範囲内で混合することかできる。

特に本発明の組成物において、溶剤としてトルエン、キ
シレン、ベンジルアルコールを用いる時、高い透明性を
有するものか得られるので好ましい。

（発明の効果） 本発明の組成物は上述したように、有機粘土複合体と溶
剤とからなるものであるにも拘らず有機粘土複合体の分
散性か優れ、高い透明性を有している。例えばトルエン
、キシレン、ベンジルアルコールなどを溶剤として用い
た本発明の液のＬに溶剤層を置いたときに、両者の透明
性は殆ど変わらず、両者の界面だけが辛うじて識別でき
るという高度に透明性を示すものを得ることができる。

このように特定の溶剤と粘土複合体の組合せで優れた透
明性を示す組成物が得られるのは分散性の向上が大きく
寄与していると思われるが、その詳細な機構は不明であ
る。

本発明の１１＆物はこのような性質を利用して特異な分
野に利用することができる。すなわち本発明の組成物は
高い粘性を示すために、増粘剤として利用することかて
きる。従って化粧品、塗料、接着剤などの分野で、高い
透明性と粘性の要求される基剤として用いることができ
る。

また本発明の組ＩＩｔｉ、ｖｓは板状体上に塗布した後
乾燥することにより、膜を形成する性質を有するため、
塗装用材料として利用することも考えられる。さらに粘
土の水分散液か有するのと類似した性質、例えばチキソ
トロピー性、粘結性などを右するため、種々の用途が期
待されるものである。

（実施例） 以下実施例により、さらに具体的に述べるが、本発明は
これらの実施例により限定されるものではない。

実施例１ スメクトンＳＡ（商品名、クニミネ工業輛製のコロイド
性含水珪酸塩、純白色微粉末、３−八面体型スメクタイ
ト構造を有するＣＥＣは７１■ｅｑ／ｉｏｏ脂ｇ）２０
ｇを、イオン交換水２！Ｌ中に添加し、攪拌機にて高速
で２０分攪拌して、均一な透明性を有するスラリーを調
製した０次に塩化セチルトリメチルアンモニウム５．２
ｇをメタノール１００ｍｆｔ、水１００ｍ１ｌｌの混合
溶液に溶解させて、上記スラリーを攪拌しつつ、１５分
掛けて分液ロートより滴下し、さらに１５分スラリーの
攪拌を行った。塩化セチルトリメチルアンモニウム液の
添加量が増加するに従い、スラリー系は白色の濁りか増
し、粘性かやや増加するのが確認された。

次に東洋ろ紙５Ｂを用いて、上記のスラリーを減圧ろ過
し、得られたケーキをシャーレに移して、６０°Ｃにて
減圧乾燥し得られた塊状物を乳鉢を用いて粉砕し、１０
０メツシユアンダー（タイラーの標準ふるいによる。以
下同様）の白色粉末とした。

上記の白色粉末の２ｇをトルエン１００ｍ１を入れたメ
スシリンダー中に少量ずつ上方から落下させて沈降させ
た所、堆積物は無色透明となり、２ｇの添加が終了した
時点て、堆積物は２１ｍ［ｔであることか確認された。

堆積物は透明な状態であり、シリンダーを通して反対側
の物体を看ることか可ｍてあった。なお、この堆積物は
チキントロピー性を示し、ｌＯ分以上静ｔすればシリン
ダーを傾けても界面状態か変動せずこのものを取出した
ところ寒天状であった。なお、堆積物とその上にある溶
剤を激しく振とうすることにより、透明な溶液を作るこ
とかできたか、１時間程静ｌすることにより元の状態に
戻った。

さらにトルエンの代りにキシレンを用いても全く同様の
現象が確認された。

実施例２ 実施例１において用いた塩化セチルトリメチルアンモニ
ウムの代りに１次表に示す有機第四級アンモニウム塩を
次表に示す通り用いた以外は、実施例１と同様にして、
有機粘土複合体を合成した。

次に実施例１のトルエンの代りに、ペンシルアルコール
を用いて、実施例１と同様の試験を実施した。メスシリ
ンダーの下部に透明な堆積物の生じたことは実施例１と
同様である。次表にその堆積量（有機粘土複合体の膨潤
量）を示す。

なお表中の吸光度は、２０ｍ１のメスシリンダー内に２
０ｄのベンジルアルコールを入れ、複合体の微粉末２ｇ
を上方から微量ずつ落下して溶剤中で膨潤させて堆積し
、下部に堆積するものをピペットで採取して、ベンジル
アルコールを対照液に用い、５００ｎｍにて測定した値
である。なお横線を引いたものは、堆積物か白濁してお
り、ピペットで取り出せなかったので測定てきなかった
ことを示す。

実験番号６と７のものは、膨潤量が小さいたけでなく、
堆積物は不透明な白色の沈殿物であった。

なお上表の透明な堆積物は、実施例１と同様な挙動を示
すが、堆積物と溶剤を振とうして均一・な溶液とした時
、元の状態に戻るのに１０時間位静置させねばならなか
った。

実施例３ 実施例１において用いたスメクトンＳＡの代りにクニビ
アＦ（商品名、Ｃ，Ｅ、Ｃ，ｌ　１５　ａｅｑ／１００
膳ｇ、クニミネ工業■製の高純度ナトリウムモンモリロ
ナイト、白色微粉末、膨潤力５５摺／２ｇ）の１００ｇ
を用い、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウム
３９ｇを用いた以外は。

実施例１と同様にして有機粘土複合体を合成した。

この複合体を実施例１と同様にしてニトロベンゼン１０
０ｄ中に２ｇ添加した所、堆積物は３８摘となり、やや
黄味を帯びて透明性のゲル状物か得られた。このゲル状
物の物性は、実施例１とはぼ回してあった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炭素原子数が１２以上の有機第四級アンモニウム塩
   とスメクタイト型粘上鉱物とを反応させて得られる有機
   粘土複合体を芳香族系有機溶剤に分散させてなることを
   特徴とする有機粘土複合体組成物。