JP2018193276A - Smectite Slurry - Google Patents
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Abstract
【課題】陽イオン交換容量(CEC)が小さく水分散性の低い合成スメクタイトを均一に分散するスメクタイトスラリーの提供。【解決手段】CECが5〜50meq/100gの合成スメクタイトと、水と、アンモニアと、アルコール化合物、ケトン化合物、及び/又はニトリル化合物とを配合するスメクタイトスラリーで、スラリー中のアンモニアの含有量が、スラリー中の合成スメクタイトの含有量1g当たり0.1mmol以上である、スメクタイトスラリー。合成スメクタイトがK型、Na型、Li型、NH4型、Ca型、Mg型、Al型、Fe型、Cu型又はZn型から選ばれる1種以上のスメクタイトであり、好ましくはLi型スメクタイト及び/又はNH4型スメクタイトであることが好ましいスメクタイトスラリー。合成スメクタイトがモンモリナイト、ハイデライト、ヘタトライト、サポナイト又はスチブンタイトから選ばれる一種以上であるスメクタイトスラリー。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a smectite slurry in which synthetic smectite having a small cation exchange capacity (CEC) and low water dispersibility is uniformly dispersed. SOLUTION: A smectite slurry in which a synthetic smectite having a CEC of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, an alcohol compound, a ketone compound, and / or a nitrile compound is mixed, and the content of ammonia in the slurry is determined. A smectite slurry having a synthetic smectite content of 0.1 mmol or more per 1 g of the slurry. The synthetic smectite is one or more smectites selected from K-type, Na-type, Li-type, NH4-type, Ca-type, Mg-type, Al-type, Fe-type, Cu-type or Zn-type, preferably Li-type smectite and /. Alternatively, a smectite slurry preferably of NH4 type smectite. A smectite slurry in which synthetic smectite is one or more selected from montmorillonite, hyderite, hetatrite, saponite or stibuntite. [Selection diagram] None
Description
本発明は、陽イオン交換容量が小さく水分散性の低い合成スメクタイト粉末を安定的に分散してなるスラリーに関する。 The present invention relates to a slurry obtained by stably dispersing a synthetic smectite powder having a small cation exchange capacity and low water dispersibility.
工業用粘土は増粘剤、粘結剤、レオロジー改質剤、無機バインダー、土木泥水、止水材、化粧品原料等、様々な分野で利用されている。
工業用粘土として、モンモリロナイトに代表されるスメクタイトが知られている。スメクタイトの一般的な結晶構造は、ケイ酸のネットワークが広がるケイ酸四面体シートがアルミナ八面体シートを挟んで存在する、2:1層構造の単位結晶層からなる。多くの場合、この結晶層中において各シートの中心原子の一部が価数の少ない他の原子に同形置換される。この同形置換により結晶層全体として負に帯電するため、この負電荷を中和する形で結晶層間には陽イオンが取り込まれる。例えば、アルミナ八面体シートのAl3+がMg2+に同形置換されたり、ケイ酸四面体シートのSi4+がAl3+に同形置換されたりすることにより負電荷が発生し、この負電荷を中和する形で結晶層間に陽イオンが取り込まれる。また、この陽イオンはイオン交換が可能であり、スメクタイトは一般に陽イオン交換性を示す。イオン交換可能な陽イオン量は陽イオン交換容量(CEC)と呼ばれ、スメクタイトの特性を示す指標の一つとなっている。
Industrial clay is used in various fields such as thickeners, binders, rheology modifiers, inorganic binders, civil engineering muds, water-stopping materials, and cosmetic raw materials.
A smectite represented by montmorillonite is known as an industrial clay. A general crystal structure of smectite is composed of a unit crystal layer having a 2: 1 layer structure in which a silicate tetrahedral sheet in which a network of silicate is spread is sandwiched between alumina octahedral sheets. In many cases, a part of the central atoms of each sheet is isomorphously substituted with other atoms having a low valence in the crystal layer. Since the entire crystal layer is negatively charged by this isomorphous substitution, cations are taken in between the crystal layers so as to neutralize this negative charge. For example, when Al 3+ of the alumina octahedral sheet is isomorphously substituted with Mg 2+ or Si 4+ of the silicate tetrahedral sheet is isomorphously substituted with Al 3+ , a negative charge is generated, and this negative charge is neutralized. In the form, cations are taken in between the crystal layers. In addition, this cation can exchange ions, and smectite generally exhibits cation exchange. The amount of cations that can be ion-exchanged is called cation exchange capacity (CEC), and is one of the indices indicating the properties of smectite.
スメクタイトと水とを混合すると、スメクタイトの層間が剥離し、膨潤する。この膨潤は、交換性陽イオンの水和により生じる水和エネルギーが、結晶層間のファンデルワールス力等の結合エネルギーよりも高い場合に、水が結晶層間に侵入して生じると考えられている。実際、結晶層間の陽イオン量が少なくCECの小さなスメクタイトは、結晶層間に水が浸入しにくく、層間剥離ないし膨潤が生じにくい。例えば、Hofmann−Klemen効果を利用し、Li型モンモリロナイトを加熱処理に付して得られるLi固定型モンモリロナイトは、CECが小さく、加熱前のLi型モンモリロナイトに比べて水に対する分散性が大きく低下する。 When smectite and water are mixed, the smectite layer peels off and swells. This swelling is considered to be caused by water penetrating between the crystal layers when the hydration energy generated by hydration of the exchangeable cation is higher than the binding energy such as van der Waals force between the crystal layers. In fact, a smectite with a small amount of cation between crystal layers and a small CEC is unlikely to cause water to enter between crystal layers and hardly cause delamination or swelling. For example, Li-fixed montmorillonite obtained by using the Hofmann-Klemen effect and subjecting Li-type montmorillonite to heat treatment has a small CEC, and its water dispersibility is greatly reduced compared to Li-type montmorillonite before heating.
CECの小さなスメクタイトを用いて粘土膜を形成すれば、水和しにくく耐水性に優れる機能性膜を得ることが可能となる。このような観点からCECの小さなスメクタイトの利用価値は高い。粘土膜は一般に、粘土を分散させたスラリーを塗布し、塗布膜を乾燥することにより形成する。しかし、CECの小さなスメクタイトは水分散性が低いために、所望の濃度で均一に分散してなるスラリーを形成することが難しく、塗布法による機能性膜の形成は困難とされる。
このような状況下、CECの小さなスメクタイトの水分散性を高めて、塗布法により、耐水性に優れた粘土膜の形成することが検討されている。
例えば特許文献1には、天然由来のモンモリロナイトから調製したLi型モンモリロナイトを加熱処理し、Li固定型モンモリロナイトとして、このLi固定型モンモリロナイトと、アンモニアと、水と、ホルムアミド基を有する極性有機溶媒とを混合することにより、水性媒体中にLi固定型モンモリロナイトが安定的に分散してなるモンモリロナイトスラリーが得られることが記載されている。
If a clay film is formed using smectite having a small CEC, it is possible to obtain a functional film that is not easily hydrated and has excellent water resistance. From this point of view, the use value of smectite with small CEC is high. The clay film is generally formed by applying a slurry in which clay is dispersed and drying the applied film. However, since smectites with small CEC have low water dispersibility, it is difficult to form a slurry that is uniformly dispersed at a desired concentration, and it is difficult to form a functional film by a coating method.
Under such circumstances, it has been studied to increase the water dispersibility of smectite having a small CEC and to form a clay film having excellent water resistance by a coating method.
For example, in Patent Document 1, Li-type montmorillonite prepared from naturally-derived montmorillonite is heat-treated, and as Li-fixed montmorillonite, this Li-fixed montmorillonite, ammonia, water, and a polar organic solvent having a formamide group are included. It is described that, by mixing, a montmorillonite slurry in which Li-fixed montmorillonite is stably dispersed in an aqueous medium can be obtained.
上記特許文献1に記載されるように、天然由来のスメクタイトにおいて、CECのコントロールは加熱処理によるのが一般的である。他方、スメクタイトは人工的に合成することもでき、この合成スメクタイトにおいては合成条件(合成原料の原子組成等)を制御するだけで、得られるスメクタイトのCECを適宜に調節することができる。また、天然由来のスメクタイトは一般に着色しており(通常、黄色みを帯びている)のに対し、合成スメクタイトは透明性が高い。したがって、耐水膜の形成等において、合成スメクタイトは利用価値の高いものである。 As described in Patent Document 1, in naturally derived smectite, CEC is generally controlled by heat treatment. On the other hand, smectite can also be synthesized artificially. In this synthetic smectite, the CEC of the obtained smectite can be adjusted as appropriate simply by controlling the synthesis conditions (such as the atomic composition of the synthesis raw material). Naturally-derived smectites are generally colored (usually yellowish), whereas synthetic smectites are highly transparent. Therefore, synthetic smectite has a high utility value in the formation of a water-resistant film.
そこで本発明は、CECが小さく水分散性の低い合成スメクタイトを均一に分散してなるスメクタイトスラリー、このスラリーを用いた粘土膜、及び当該スラリーの製造方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the smectite slurry formed by uniformly disperse | distributing the synthetic smectite with small CEC and low water dispersibility, the clay film | membrane using this slurry, and the manufacturing method of the said slurry.
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、CECが特定の低い範囲にある水分散性の低い合成スメクタイト粉末を、水と、特定量のアンモニアと、特定の有機化合物(極性有機溶媒)とを含有する混合溶媒中に混合することにより、当該合成スメクタイトの分散性を効果的に高めることができ、透明度の高い均一なスラリーが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。 As a result of intensive investigations in view of the above problems, the present inventors have determined that a synthetic smectite powder having low CES in a specific low range and having low water dispersibility is mixed with water, a specific amount of ammonia, and a specific organic compound (polar organic). It has been found that the dispersibility of the synthetic smectite can be effectively increased and a uniform slurry with high transparency can be obtained. The present invention has been further studied based on these findings and has been completed.
すなわち、本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
〔1〕
陽イオン交換容量が5〜50meq/100gの合成スメクタイトと、水と、アンモニアと、アルコール化合物、ケトン化合物、及び/又はニトリル化合物とを配合してなるスメクタイトスラリーであって、
前記スラリー中の前記アンモニアの含有量が、前記スラリー中の前記合成スメクタイトの含有量1g当たり0.1mmol以上である、スメクタイトスラリー。
〔2〕
前記合成スメクタイトが、K型、Na型、Li型、NH4型、Ca型、Mg型、Al型、Fe型、Cu型、及びZn型の各スメクタイトから選ばれる1種又は2種以上のスメクタイトである、〔1〕に記載のスメクタイトスラリー。
〔3〕
前記合成スメクタイトが、Li型スメクタイト及び/又はNH4型スメクタイトである、〔1〕又は〔2〕に記載のスメクタイトスラリー。
〔4〕
前記合成スメクタイトが、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、及びスチブンサイトから選ばれる1種又は2種以上である、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のスメクタイトスラリー。
〔5〕
前記スラリー中のスメクタイトの含有量が1〜30質量%である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のスメクタイトスラリー。
〔6〕
前記スラリーが前記ニトリル化合物を含む、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のスメクタイトスラリー。
〔7〕
前記スラリー中、水の含有量と、アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物の含有量との合計に占める、当該アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物の含有量の割合が、10〜80質量%である、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のスメクタイトスラリー。
〔8〕
〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のスメクタイトスラリーを塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥させることを含む、粘土膜の形成方法。
〔9〕
少なくとも、陽イオン交換容量が5〜50meq/100gの合成スメクタイトと、水と、アンモニアと、アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物とを混合することを含む、スメクタイトスラリーの製造方法であって、
前記アンモニアの混合量を、前記合成スメクタイトの混合量1g当たり0.1mmol以上とする、スメクタイトスラリーの製造方法。
〔10〕
アンモニア水を混合することにより前記アンモニアを混合する、〔9〕に記載のスメクタイトスラリーの製造方法。
That is, the said subject of this invention was solved by the following means.
[1]
A smectite slurry comprising a synthetic smectite having a cation exchange capacity of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, an alcohol compound, a ketone compound, and / or a nitrile compound,
The smectite slurry, wherein the ammonia content in the slurry is 0.1 mmol or more per 1 g of the synthetic smectite content in the slurry.
[2]
The synthetic smectite is one or more smectites selected from K-type, Na-type, Li-type, NH 4 -type, Ca-type, Mg-type, Al-type, Fe-type, Cu-type, and Zn-type smectites. The smectite slurry according to [1].
[3]
The smectite slurry according to [1] or [2], wherein the synthetic smectite is Li type smectite and / or NH 4 type smectite.
[4]
The smectite slurry according to any one of [1] to [3], wherein the synthetic smectite is one or more selected from montmorillonite, beidellite, hectorite, saponite, and stevensite.
[5]
The smectite slurry according to any one of [1] to [4], wherein the content of smectite in the slurry is 1 to 30% by mass.
[6]
The smectite slurry according to any one of [1] to [5], wherein the slurry contains the nitrile compound.
[7]
In the slurry, the ratio of the content of the alcohol compound, the ketone compound and / or the nitrile compound in the total of the content of water and the content of the alcohol compound, the ketone compound and / or the nitrile compound is 10 to 80. The smectite slurry according to any one of [1] to [6], which is mass%.
[8]
A method for forming a clay film, comprising: applying the smectite slurry according to any one of [1] to [7] to form a coating film, and drying the coating film.
[9]
A method for producing a smectite slurry, comprising mixing at least a synthetic smectite having a cation exchange capacity of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, an alcohol compound, a ketone compound and / or a nitrile compound,
A method for producing a smectite slurry, wherein the ammonia is mixed in an amount of 0.1 mmol or more per 1 g of the synthetic smectite.
[10]
The method for producing a smectite slurry according to [9], wherein the ammonia is mixed by mixing ammonia water.
本発明のスメクタイトスラリー(以下、単に「本発明のスラリー」とも称す。)は、CECが特定の低い範囲にある水分散性の低い合成スメクタイトを均一に分散してなり、透明度も高い。
本発明の粘土膜は、耐水性に優れ、透明性も高く、また生産効率にも優れる。
本発明のスメクタイトスラリーの製造方法によれば、CECが特定の低い範囲にある水分散性の低い合成スメクタイトを均一に分散してなる、透明性の高いスラリーを得ることができる。
The smectite slurry of the present invention (hereinafter also simply referred to as “slurry of the present invention”) is obtained by uniformly dispersing a synthetic smectite having a low water dispersibility in which CEC is in a specific low range, and has high transparency.
The clay film of the present invention has excellent water resistance, high transparency, and excellent production efficiency.
According to the method for producing a smectite slurry of the present invention, it is possible to obtain a highly transparent slurry obtained by uniformly dispersing a synthetic smectite having a low water dispersibility and having a CEC in a specific low range.
<スメクタイトスラリー>
本発明のスメクタイトスラリー(以下、単に「本発明のスラリー」とも称す。)は、陽イオン交換容量が5〜50meq(ミリ当量)/100gの合成スメクタイトと、水と、アンモニアとを含有し、さらにアルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物から選ばれる極性有機溶媒を含有する。
本発明のスラリーは、スメクタイト結晶の結晶層間の剥離が促進されてスメクタイトの分散性に優れ、また透明性が高い。
本発明のスラリーを構成する各成分について順に説明する。
<Smectite slurry>
The smectite slurry of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the slurry of the present invention”) contains a synthetic smectite having a cation exchange capacity of 5 to 50 meq (milli equivalents) / 100 g, water, and ammonia. It contains a polar organic solvent selected from alcohol compounds, ketone compounds and / or nitrile compounds.
The slurry of the present invention is excellent in smectite dispersibility by promoting the peeling of smectite crystals between crystal layers, and has high transparency.
Each component which comprises the slurry of this invention is demonstrated in order.
(スメクタイト)
本発明に用いるスメクタイトは、合成スメクタイトであり、天然由来のスメクタイトとは異なる。すなわち、合成スメクタイトは天然由来のスメクタイトと比べて原料由来の元素のみから構成されるために、通常は不純物や有機物等の量が格段に少なく、結晶サイズも小さい。それゆえ合成スメクタイトは色味が少なく、合成スメクタイトを用いた工業製品の透明性を高めることができる。
(Smectite)
The smectite used in the present invention is a synthetic smectite and is different from a naturally derived smectite. That is, since synthetic smectite is composed of only elements derived from raw materials as compared with naturally-occurring smectite, the amount of impurities, organic substances, etc. is usually remarkably small and the crystal size is also small. Therefore, synthetic smectite has little color and can improve the transparency of industrial products using synthetic smectite.
合成スメクタイトは合成時の原料組成によりCECをコントロールすることができる。したがって、所望のCECを有するスメクタイトを、スメクタイトの高温の加熱処理等を経ずに合成できる利点もある。 Synthetic smectite can control CEC by the raw material composition at the time of synthesis. Therefore, there is an advantage that smectite having a desired CEC can be synthesized without undergoing high-temperature heat treatment of the smectite.
本発明に用いる合成スメクタイトは、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、及びスチブンサイトから選ばれる1種又は2種以上であることが好ましい。工業的に製造しやすく、商業的にも入手可能である観点からスチブンサイト、ヘクトライト及び/又はサポナイトが好ましい。なかでも電荷発生位置が八面体シートに存在しているヘクトライト及び/又はスチブンサイトを用いることが好ましい。
また、本発明に用いる合成スメクタイトにおいて、結晶層間に存在する陽イオンに特に限定はなく、例えば、Na(ナトリウム)型、Li(リチウム)型、K(カリウム)型、NH4(アンモニウム)型、Ca(カルシウム)型、Mg(マグネシウム)型、Al(アルミニウム)型、Fe(鉄)型、Cu(銅)型、及びZn(亜鉛)型の各スメクタイトから選ばれる1種又は2種以上の合成スメクタイトを用いることができる。本発明に用いる合成スメクタイトは1価又は2価の陽イオン型であることが好ましく、さらに好ましくは1価の陽イオン型である。結晶層間に存在する陽イオンの価数が大きいほど結晶層を電気的に強くひきつけるため、より高い分散性を実現するためには、陽イオンの価数は小さい方が有利である。本発明に用いる合成スメクタイトは、より好ましくはNH4型及び/又はLi型である。
The synthetic smectite used in the present invention is preferably one or more selected from montmorillonite, beidellite, hectorite, saponite, and stevensite. From the viewpoint of easy industrial production and commercial availability, stevensite, hectorite and / or saponite are preferred. Among them, it is preferable to use hectorite and / or stevensite in which the charge generation position exists in the octahedral sheet.
In the synthetic smectite used in the present invention, the cation existing between the crystal layers is not particularly limited. For example, Na (sodium) type, Li (lithium) type, K (potassium) type, NH 4 (ammonium) type, Synthesis of one or more selected from each smectite of Ca (calcium) type, Mg (magnesium) type, Al (aluminum) type, Fe (iron) type, Cu (copper) type, and Zn (zinc) type Smectite can be used. The synthetic smectite used in the present invention is preferably a monovalent or divalent cation type, and more preferably a monovalent cation type. The larger the valence of the cation existing between the crystal layers, the more strongly the crystal layer is attracted. Therefore, in order to realize higher dispersibility, it is advantageous that the cation has a smaller valence. The synthetic smectite used in the present invention is more preferably NH 4 type and / or Li type.
本発明において「X型スメクタイト」(Xは陽イオン)という場合、スメクタイトの浸出陽イオン量(すなわち浸出陽イオンの総量、単位:meq/100g、以下同様)に占めるXイオンの量(単位:meq/100g)が70%以上であるスメクタイトを意味する。例えば、Na型スメクタイトという場合には、スメクタイトの浸出陽イオン量に占めるNa+の量(単位:meq/100g)が70%以上であるスメクタイトを意味する。
本明細書において、スメクタイトの浸出陽イオン量は、スメクタイトの層間陽イオンをスメクタイト0.5gに対して100mLの1M酢酸アンモニウム水溶液(Al型スメクタイトについては1M硫酸)を用いて4時間かけて浸出させ、得られた溶液中の各種陽イオンの濃度を、ICP発光分析や原子吸光分析等により測定し、算出される。
In the present invention, when “X-type smectite” (X is a cation), the amount of X ion (unit: meq) in the amount of leached cation of smectite (that is, the total amount of leached cation, unit: meq / 100 g, the same applies hereinafter). / 100 g) means a smectite with 70% or more. For example, in the case of Na-type smectite, it means smectite in which the amount of Na + (unit: meq / 100 g) in the amount of leached cation of smectite is 70% or more.
In this specification, the leaching cation amount of smectite is determined by leaching the smectite interlayer cation with 100 mL of 1 M ammonium acetate aqueous solution (1 M sulfuric acid for Al type smectite) over 4 hours with respect to 0.5 g of smectite. The concentration of various cations in the obtained solution is measured and calculated by ICP emission analysis or atomic absorption analysis.
本発明に用いる合成スメクタイトは、CECが5〜50meq/100gと小さい。当該CECは好ましくは10〜50meq/100g、より好ましくは15〜50meq/100g、さらに好ましくは20〜46meq/100gである。
スメクタイトの陽イオン交換容量は、Schollenberger法(粘土ハンドブック第三版,日本粘土学会編,2009年5月,453〜454頁)に準じた方法で測定することができる。より具体的には、日本ベントナイト工業会標準試験方法JBAS−106−77に記載の方法で測定することができる。
The synthetic smectite used in the present invention has a small CEC of 5 to 50 meq / 100 g. The CEC is preferably 10 to 50 meq / 100 g, more preferably 15 to 50 meq / 100 g, and still more preferably 20 to 46 meq / 100 g.
The cation exchange capacity of smectite can be measured by a method according to the Schollenberger method (clay handbook 3rd edition, edited by the Japan Clay Society, May 2009, pages 453-454). More specifically, it can be measured by the method described in Japan Bentonite Industry Association Standard Test Method JBAS-106-77.
本発明に用いる合成スメクタイトの合成は常法により行うことができる。例えば、原料を所望の組成比となるように混合して出発ゲルを調製し、このゲルを水熱処理に付してスメクタイトを合成することができる。水熱合成法はモレ―型反応容器やオートクレーブを用いて行うことができる。また、合成時の原料組成を、常法により適宜に調節することにより、得られる合成スメクタイトのCECを所望の低いレベルへと調整することができる。
本発明に用いる合成スメクタイトは商業的に入手することもできる(例えば、スメクトン−ST(商品名、クニミネ工業社製))。
The synthetic smectite used in the present invention can be synthesized by a conventional method. For example, a starting gel can be prepared by mixing raw materials so as to have a desired composition ratio, and this gel can be subjected to hydrothermal treatment to synthesize smectite. The hydrothermal synthesis method can be performed using a mole-type reaction vessel or an autoclave. Moreover, the CEC of the obtained synthetic smectite can be adjusted to a desired low level by appropriately adjusting the raw material composition during synthesis by a conventional method.
The synthetic smectite used in the present invention can also be obtained commercially (for example, smecton-ST (trade name, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.)).
本発明のスラリー中の合成スメクタイトの含有量に特に制限はなく、目的に応じて適宜に調節することができる。スラリーとしての流動性を確保し、混練、及び撹拌工程が実際的に可能なものとする観点から、本発明のスラリー中のスメクタイトの含有量は、1〜30質量%であることが好ましく、1〜25質量%がより好ましく、1〜20質量%がさらに好ましく、1〜15質量%がさらに好ましく、1〜10質量%がさらに好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in content of the synthetic smectite in the slurry of this invention, According to the objective, it can adjust suitably. From the viewpoint of ensuring fluidity as a slurry and making the kneading and stirring steps practically possible, the content of smectite in the slurry of the present invention is preferably 1 to 30% by mass. -25% by mass is more preferable, 1-20% by mass is more preferable, 1-15% by mass is further preferable, 1-10% by mass is further preferable, and 1-5% by mass is particularly preferable.
(アンモニア)
本発明のスラリーにはアンモニアが含まれる。アンモニア源としては、アンモニア水、気体アンモニア、液体アンモニアのいずれを使用してもよく、常温、大気圧下でスラリーを製造する場合には、アンモニア水を用いるのが好ましい。
本発明のスラリー中のアンモニアの含有量は、スラリー中の合成スメクタイト1g当たり、0.1mmol以上であり、好ましくは0.2mmol以上、さらに好ましくは0.5mmol以上、特に好ましくは1.0mmol以上である。アンモニアの含有量を0.1mmol以上とすることにより、スメクタイトの結晶の層間に十分な分子数のアンモニアを侵入させることができ、侵入したアンモニアが陽イオンに吸着するなどして、スメクタイトの媒体中への分散性がより高められるものと推定される。すなわち、アンモニア分子が結晶層間の陽イオンと結合して分子量の大きな錯体を形成するなどし、その結果、結晶層間の電荷密度が小さくなって結晶層間の密着性が緩み、結晶層間に媒体が侵入しやすくなると推定される。
アンモニア臭気の発生や製造コストを考慮すると、スラリー中のアンモニアの含有量は、スラリー中の合成スメクタイト1g当たり10mmol以下が好ましく、より好ましくは5mmol以下、さらに好ましくは2mmol以下である。
(ammonia)
The slurry of the present invention contains ammonia. As the ammonia source, any of ammonia water, gaseous ammonia, and liquid ammonia may be used. When slurry is produced at room temperature and atmospheric pressure, it is preferable to use ammonia water.
The content of ammonia in the slurry of the present invention is 0.1 mmol or more, preferably 0.2 mmol or more, more preferably 0.5 mmol or more, particularly preferably 1.0 mmol or more, per 1 g of synthetic smectite in the slurry. is there. By setting the ammonia content to 0.1 mmol or more, a sufficient number of molecules of ammonia can be infiltrated between the layers of the smectite crystals. It is estimated that dispersibility in That is, ammonia molecules bind to cations between crystal layers to form a large molecular weight complex. As a result, the charge density between the crystal layers decreases, the adhesion between the crystal layers loosens, and the medium penetrates between the crystal layers. It is estimated that it becomes easy to do.
In consideration of generation of ammonia odor and production cost, the content of ammonia in the slurry is preferably 10 mmol or less, more preferably 5 mmol or less, and further preferably 2 mmol or less, per 1 g of synthetic smectite in the slurry.
本明細書において「スメクタイト1g当たり」とは、具体的には、スラリー中に配合(分散)したスメクタイトに由来するスラリー中のスメクタイト1g当たり、を意味する。より詳細には、スラリー中に混合されたスメクタイトをスラリー中から取り出し、取り出したスメクタイトを、温度200℃で24時間処理して得られる処理物の質量1g当たり、を意味する。上記加熱処理は開放系の電気炉で実施することが好ましい。この場合、加熱時の相対湿度は5%以下となり、圧力は常圧となる。 In this specification, “per 1 g of smectite” specifically means per 1 g of smectite in the slurry derived from the smectite blended (dispersed) in the slurry. More specifically, it means per 1 g of mass of a processed product obtained by removing smectite mixed in the slurry from the slurry and treating the taken smectite at a temperature of 200 ° C. for 24 hours. The heat treatment is preferably performed in an open electric furnace. In this case, the relative humidity during heating is 5% or less, and the pressure is normal pressure.
また、スメクタイト1g当たりのアンモニアの量は、スラリー中のアンモニアの量(mmol)を、スラリー中のスメクタイトの質量(すなわち、スラリー中に存在する、配合されたスメクタイト由来のスメクタイトを取り出し、取り出したスメクタイトを温度200℃で24時間加熱処理して得られる処理物の質量)(単位:g)で除することで得られる。
スメクタイトスラリー中のアンモニアの含有量はインドフェノール法、ケルダール法、ガスクロマトグラフィー、イオンクロマトグラフィーにより測定することができる。
The amount of ammonia per gram of smectite is the amount of ammonia in the slurry (mmol), the amount of smectite in the slurry (that is, the smectite derived from the blended smectite present in the slurry is taken out, and the extracted smectite is taken out. Is divided by (mass of processed product obtained by heat treatment at 200 ° C. for 24 hours) (unit: g).
The ammonia content in the smectite slurry can be measured by the indophenol method, the Kjeldahl method, gas chromatography, or ion chromatography.
(溶媒)
本発明のスメクタイトスラリーに含まれる溶媒(媒体)は、水と、特定の極性有機溶媒との混合溶媒である。極性有機溶媒は、アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物である。
アルコール化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、エチレングリコール、及びグリセリンが挙げられる。ケトン化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、及びメチルイソブチルケトンが挙げられる。ニトリル化合物としては、例えば、アクリロニトリル、及びアセトニトリルが挙げられる。
上記極性有機溶媒のなかでも、スラリーを乾燥させて脱溶媒するときに粘土層間内への溶媒の残留をより少なくする観点から、沸点の低いものを用いることが好ましく、沸点が120℃以下の極性有機溶媒を用いることがより好ましい。
上記極性有機溶媒は、スメクタイトの層間にアンモニアとともに進入し、連鎖的に分散に寄与すると考えられる。この理由は定かではないが、アルコール化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物が極性基を介して結晶層間にインターカレートし、この作用と水及びアンモニアとの複合的な相互作用により、合成スメクタイトの層間剥離性ないし分散性を効果的に高めているものと推定される。
(solvent)
The solvent (medium) contained in the smectite slurry of the present invention is a mixed solvent of water and a specific polar organic solvent. The polar organic solvent is an alcohol compound, a ketone compound and / or a nitrile compound.
Examples of the alcohol compound include methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, and glycerin. Examples of the ketone compound include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl propyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of the nitrile compound include acrylonitrile and acetonitrile.
Among the above polar organic solvents, when the slurry is dried to remove the solvent, it is preferable to use one having a low boiling point from the viewpoint of reducing the residual solvent in the clay layer, and the polar boiling point is 120 ° C. or less. It is more preferable to use an organic solvent.
It is considered that the polar organic solvent enters between the smectite layers together with ammonia and contributes to dispersion in a chain manner. The reason for this is not clear, but alcohol compounds, ketone compounds, and nitrile compounds intercalate between crystal layers via polar groups, and this action is combined with water and ammonia, resulting in delamination of synthetic smectite. It is presumed that the dispersibility is effectively enhanced.
例えば、CECの高い多価の陽イオン型スメクタイトは、多価陽イオンの電荷により結晶層同士が強く引き付けられているために、層間隔が広がりにくく、結晶性膨潤が限定的である(無限膨潤しない)ことが知られている。そして、このように水分散性の低い多価の陽イオン型スメクタイトの水分散性を高めるために、溶媒にアセトニトリルを用いることが知られている(特開2016−141603号公報)。この技術においてスメクタイトの水分散性の向上は、結晶層間に多量に存在する多価陽イオンとアセトニトリルとの相互作用性に基づくものと考えられる。
これに対し本発明に用いるスメクタイトは、CECが小さく結晶層間に存在する陽イオン量が格段に少ない合成スメクタイトである。この合成スメクタイトにおいて結晶層間の密着性は、層間に働くファンデルワールス力等の物理的相互作用が支配的である。このようなCECの小さな合成スメクタイトにおいて、上記技術において多価陽イオンとの相互作用性のために用いられたアセトニトリル等の極性有機溶媒が、どのような作用を生じるのか、これまでまったく不明であった。このような状況下、本発明者らは、CECの小さな合成スメクタイトにおいて、特定の極性有機溶媒を水とアンモニアと混合することにより、当該合成スメクタイトを均一に分散してなるスラリーの調製が可能になることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
For example, a polyvalent cation smectite with a high CEC is strongly attracted to each other by the charge of the polyvalent cation, so that the layer spacing is difficult to spread and the crystalline swelling is limited (infinite swelling). Not). In order to improve the water dispersibility of the polyvalent cation smectite having such a low water dispersibility, it is known to use acetonitrile as a solvent (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-141603). In this technique, the improvement in the water dispersibility of smectite is considered to be based on the interaction property between polyvalent cations present in large amounts between crystal layers and acetonitrile.
On the other hand, the smectite used in the present invention is a synthetic smectite having a small CEC and a remarkably small amount of cations existing between crystal layers. In this synthetic smectite, physical interaction such as van der Waals force acting between the layers is dominant in the adhesion between the crystal layers. In such a synthetic smectite having a small CEC, it has been completely unknown what kind of effect the polar organic solvent such as acetonitrile used for the interaction with the polyvalent cation in the above-mentioned technique produces. It was. Under such circumstances, the present inventors can prepare a slurry in which the synthetic smectite is uniformly dispersed by mixing a specific polar organic solvent with water and ammonia in the synthetic smectite having a small CEC. And the present invention has been completed.
本発明のスラリー中、上記極性有機溶媒(アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物)と水との総含有量に占める上記極性有機溶媒の割合は、10質量%以上が好ましく、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。また、当該割合は80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましく、50質量%以下がさらに好ましく、45質量%以下が特に好ましい。
本発明において、「アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物の含有量」という場合、アルコール化合物、ケトン化合物及びニトリル化合物のうち、スラリー中に含まれていない化合物がある場合には、当該化合物を除いた化合物の総含有量を意味する。例えば、スラリーが上記極性有機溶媒としてアルコール化合物のみを含む場合、「アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物の含有量」はアルコール化合物の含有量である。また、スラリーが上記極性有機溶媒としてアルコール化合物とニトリル化合物のみを含む場合には、「アルコール化合物、ケトン化合物及び/又はニトリル化合物の含有量」はアルコール化合物とニトリル化合物の総含有量である。
In the slurry of the present invention, the proportion of the polar organic solvent in the total content of the polar organic solvent (alcohol compound, ketone compound and / or nitrile compound) and water is preferably 10% by mass or more, more preferably 15%. It is at least 20% by mass, more preferably at least 20% by mass. The proportion is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, further preferably 60% by mass or less, further preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 45% by mass or less.
In the present invention, in the case of “content of alcohol compound, ketone compound and / or nitrile compound”, among the alcohol compound, ketone compound and nitrile compound, when there is a compound not contained in the slurry, the compound is It means the total content of the excluded compounds. For example, when the slurry contains only an alcohol compound as the polar organic solvent, the “content of alcohol compound, ketone compound and / or nitrile compound” is the content of alcohol compound. Moreover, when a slurry contains only an alcohol compound and a nitrile compound as said polar organic solvent, "content of an alcohol compound, a ketone compound, and / or a nitrile compound" is the total content of an alcohol compound and a nitrile compound.
本発明のスラリーは、上記極性有機溶媒の一部又は全部がニトリル化合物(好ましくはアセトニトリル)であることが好ましい。本発明のスラリーに含まれる上記極性有機溶媒に占めるニトリル化合物の割合は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。また、本発明のスラリーに含まれる上記極性有機溶媒のすべてがニトリル化合物であることも好ましい。 In the slurry of the present invention, part or all of the polar organic solvent is preferably a nitrile compound (preferably acetonitrile). The proportion of the nitrile compound in the polar organic solvent contained in the slurry of the present invention is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, Especially preferably, it is 90 mass% or more. It is also preferred that all of the polar organic solvents contained in the slurry of the present invention are nitrile compounds.
本発明のスラリーに含まれる水に特に制限はなく、例えば、アンモニア源としてアンモニア水を用いた場合には、アンモニア水中の水は、スラリー中の水を構成する。また、スラリー中の水はアンモニア水以外に別途混合した水を含んでいてもよい。 There is no restriction | limiting in particular in the water contained in the slurry of this invention, For example, when ammonia water is used as an ammonia source, the water in ammonia water comprises the water in a slurry. Moreover, the water in the slurry may contain water mixed separately from the ammonia water.
本発明のスラリーは、スメクタイトの含有量が多い場合には、希釈して目的の含有量に調整し、用いることができる。この希釈に用いる液としては、水、上記極性有機溶媒等が挙げられる。 When the content of smectite is high, the slurry of the present invention can be diluted to the desired content and used. Examples of the liquid used for this dilution include water and the above polar organic solvents.
(その他の成分)
本発明のスラリーは、本発明の効果を実質的に損なわない範囲で、さらにシランカップリング剤、架橋剤、有機高分子、低分子モノマー、非膨潤性ケイ酸塩化合物、シリカ、界面活性剤、無機ナノ粒子等を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The slurry of the present invention is a silane coupling agent, a crosslinking agent, an organic polymer, a low molecular weight monomer, a non-swellable silicate compound, silica, a surfactant, as long as the effects of the present invention are not substantially impaired. It may contain inorganic nanoparticles and the like.
(本発明のスメクタイトスラリーの製造)
続いて本発明のスラリーの製造について説明する。
本発明のスメクタイトスラリーは、少なくとも、上述したCECが5〜50meq/100gの合成スメクタイトと、水と、アンモニアと、上記極性有機溶媒の1種又は2種以上とを混合することを含む。当該合成スメクタイトは、粉末であることが好ましい。
この混合において、アンモニアの混合量は、合成スメクタイトの混合量1g当たり0.1mmol以上とし、好ましくは0.2mmol以上、さらに好ましくは0.5mmol以上、特に好ましくは1.0mmol以上とする。また、上記のアンモニアの混合量は、合成スメクタイトの混合量1g当たり10mmol以下が好ましく、より好ましくは5mmol以下、さらに好ましくは2mmol以下とする。
(Production of smectite slurry of the present invention)
Subsequently, the production of the slurry of the present invention will be described.
The smectite slurry of the present invention includes at least mixing the above-described synthetic smectite having a CEC of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, and one or more of the polar organic solvents. The synthetic smectite is preferably a powder.
In this mixing, the mixing amount of ammonia is 0.1 mmol or more, preferably 0.2 mmol or more, more preferably 0.5 mmol or more, and particularly preferably 1.0 mmol or more, per 1 g of the synthetic smectite. In addition, the mixing amount of the ammonia is preferably 10 mmol or less, more preferably 5 mmol or less, and further preferably 2 mmol or less per 1 g of the synthetic smectite.
本発明のスラリーの製造では、水および極性有機溶媒の総混合量に占める極性有機溶媒の混合量の割合は80質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは45質量%以下である。また当該割合は10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。 In the production of the slurry of the present invention, the proportion of the amount of the polar organic solvent in the total amount of water and the polar organic solvent is 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably Is 50% by mass or less, particularly preferably 45% by mass or less. Moreover, the said ratio is preferable 10 mass% or more, 15 mass% or more is more preferable, and 20 mass% or more is further more preferable.
各原料の混合方法は特に制限されるものではなく、各原料を同時にあるいは任意の順序で混合することができる。また、混合に際しては、一般的な羽根つき撹拌機、ホモミキサー、万能混合機、自転公転ミキサー、アイリッヒミキサーなどを用いることができる。なかでも、粘土濃度が20質量%を超えるような高濃度スラリーであっても効率的に混合することができる万能混合機、自転公転ミキサー等を好適に用いることができる。
各原料を混合してスラリーを調製するに当たり、混合時の温度に特に制限はなく、通常は4〜80℃の温度下で行われる。
The mixing method of each raw material is not particularly limited, and the respective raw materials can be mixed simultaneously or in an arbitrary order. In mixing, a general impeller with a blade, a homomixer, a universal mixer, a rotation / revolution mixer, an Eirich mixer, or the like can be used. Especially, the universal mixer which can be mixed efficiently even if it is a high concentration slurry whose clay concentration exceeds 20 mass%, a rotation revolution mixer, etc. can be used suitably.
When mixing each raw material and preparing a slurry, there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of mixing, Usually, it carries out at the temperature of 4-80 degreeC.
[本発明のスラリーの用途]
本発明のスラリーは、樹脂成分を混合することにより、当該樹脂中に微細な板状粒子として存在することができ、透明性が高いコンポジット材料を得ることができる。
また、本発明のスラリーを基板上に塗布し、形成された塗布膜を所望のレベルまで乾燥させることにより、透明性が高く、また耐水性に優れた粘土膜を形成することができる。この粘土膜は、例えば、包装フィルム、電子基盤、難燃フィルム、水蒸気バリアフィルム、絶縁フィルム、コートフィルム等として用いることができる。
[Use of slurry of the present invention]
By mixing the resin component, the slurry of the present invention can be present as fine plate-like particles in the resin, and a composite material having high transparency can be obtained.
Further, by applying the slurry of the present invention on a substrate and drying the formed coating film to a desired level, a clay film having high transparency and excellent water resistance can be formed. This clay film can be used as, for example, a packaging film, an electronic substrate, a flame retardant film, a water vapor barrier film, an insulating film, a coat film, and the like.
本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
[調製例1] 合成スメクタイトの調製
Na型の合成スメクタイトであるスメクトン−ST(クニミネ工業社製)を10gとり、60質量%イソプロパノール水溶液100gで洗浄ろ過した。次いで105℃の乾燥機内で乾燥して粉砕し、Na型の合成スメクタイト粉末を得た。
[Preparation Example 1] Preparation of synthetic smectite 10 g of smecton-ST (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.), which is a Na-type synthetic smectite, was taken and washed and filtered with 100 g of 60 mass% isopropanol aqueous solution. Next, it was dried in a dryer at 105 ° C. and pulverized to obtain a Na type synthetic smectite powder.
[調製例2]
調製例1で得たNa型の合成スメクタイト粉末を、合成スメクタイトの含有量が2質量%となるように水と混合し、この混合液を、アンモニウムイオンでイオン交換された陽イオン交換樹脂を充填したカラムに通液した。当該カラムを通した混合液を乾燥、粉砕することにより、NH4型の合成スメクタイト粉末を得た。
[Preparation Example 2]
The Na-type synthetic smectite powder obtained in Preparation Example 1 is mixed with water so that the content of the synthetic smectite is 2% by mass, and this mixed solution is filled with a cation exchange resin ion-exchanged with ammonium ions. The solution was passed through the column. The mixed solution passed through the column was dried and pulverized to obtain NH 4 type synthetic smectite powder.
[調製例3]
Na型のスメクタイトを合成した。得られた合成スメクタイトを調整例1と同様にして洗浄ろ過し、乾燥して粉砕し、合成スメクタイト粉末を得た。この合成スメクタイト粉末を、合成スメクタイトの含有量が2質量%となるように水と混合し、この混合液を、リチウムイオン交換された陽イオン交換樹脂を充填したカラムに通液した。当該カラムを通した混合液を乾燥、粉砕することにより、Li型の合成スメクタイト粉末を得た。
[Preparation Example 3]
Na-type smectite was synthesized. The obtained synthetic smectite was washed and filtered in the same manner as in Preparation Example 1, dried and pulverized to obtain a synthetic smectite powder. This synthetic smectite powder was mixed with water so that the content of the synthetic smectite was 2% by mass, and this mixed solution was passed through a column packed with a cation exchange resin exchanged with lithium ions. Li-type synthetic smectite powder was obtained by drying and pulverizing the liquid mixture passed through the column.
[CECの測定]
調製例1〜3で得た各合成スメクタイト粉末についてCECを測定した。
CECの測定は、日本ベントナイト工業会標準試験方法JBAS−106−77に記載の方法により行なった。結果を下表に示す。
[Measurement of CEC]
CEC was measured about each synthetic smectite powder obtained in Preparation Examples 1-3.
The CEC was measured by the method described in Japan Bentonite Industry Association Standard Test Method JBAS-106-77. The results are shown in the table below.
[溶媒の調製]
<溶媒1>
蒸留水を溶媒1とした。
[Preparation of solvent]
<Solvent 1>
Distilled water was used as solvent 1.
<溶媒2>
蒸留水99.85質量部に対し、28質量%アンモニア水(関東化学社製)0.15質量部を混合し、溶媒2とした。
<Solvent 2>
Solvent 2 was prepared by mixing 0.15 parts by mass of 28% by mass ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) with 99.85 parts by mass of distilled water.
<溶媒3>
蒸留水79.85質量部に対し、アセトニトリル(関東化学社製、試薬特級)20質量部、28質量%アンモニア水(関東化学社製)0.15質量部を混合し、溶媒3とした。
<Solvent 3>
Solvent 3 was prepared by mixing 20 parts by mass of acetonitrile (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent grade) and 0.15 parts by mass of 28% by mass ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) with 79.85 parts by mass of distilled water.
<溶媒4>
蒸留水59.85質量部に対し、2−プロパノール(IPA、山一化学社製)40質量部、28質量%アンモニア水(関東化学社製)0.15質量部を混合し、溶媒4とした。
<Solvent 4>
Solvent 4 was prepared by mixing 40 parts by mass of 2-propanol (IPA, manufactured by Yamaichi Chemical Co., Ltd.) and 0.15 parts by mass of 28% by mass ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) with respect to 59.85 parts by mass of distilled water. .
<溶媒5>
蒸留水89.85質量部に対し、メチルエチルケトン(MEK、山一化学社製)10質量部、28質量%アンモニア水(関東化学社製)0.15質量部を混合し、溶媒5とした。
<Solvent 5>
To 89.85 parts by mass of distilled water, 10 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Yamaichi Chemical Co., Ltd.) and 0.15 parts by mass of 28% by mass of ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were mixed.
上記溶媒1〜5の組成を下表に示す。 The compositions of the above solvents 1 to 5 are shown in the following table.
[比較例1−1]
溶媒1の19.7gをスクリュー管瓶に入れ、調製例1で得たNa型の合成スメクタイト粉末0.3gを添加した。回転子を入れ、マグネチックスターラーを用いて30分間撹拌し、スラリーを得た。
[Comparative Example 1-1]
19.7 g of solvent 1 was put in a screw tube bottle, and 0.3 g of Na-type synthetic smectite powder obtained in Preparation Example 1 was added. A rotor was put and stirred for 30 minutes using a magnetic stirrer to obtain a slurry.
[比較例1−2]
比較例1−1において、Na型の合成スメクタイト粉末に代えて調製例2で得たNH4型の合成スメクタイト粉末を用いたこと以外は、比較例1−1と同様にしてスラリーを得た。
[Comparative Example 1-2]
In Comparative Example 1-1, a slurry was obtained in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that the NH 4 type synthetic smectite powder obtained in Preparation Example 2 was used instead of the Na type synthetic smectite powder.
[比較例1−3]
比較例1−1において、Na型の合成スメクタイト粉末に代えて調製例3で得たLi型の合成スメクタイト粉末を用いたこと以外は、比較例1−1と同様にしてスラリーを得た。
[Comparative Example 1-3]
In Comparative Example 1-1, a slurry was obtained in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that the Li-type synthetic smectite powder obtained in Preparation Example 3 was used instead of the Na-type synthetic smectite powder.
[比較例2−1]
比較例1−1において、溶媒1に代えて溶媒2を用いたこと以外は、比較例1−1と同様にしてスラリーを得た。
[Comparative Example 2-1]
In Comparative Example 1-1, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-1 except that solvent 2 was used instead of solvent 1.
[比較例2−2]
比較例1−2において、溶媒1に代えて溶媒2を用いたこと以外は、比較例1−2と同様にしてスラリーを得た。
[Comparative Example 2-2]
In Comparative Example 1-2, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-2, except that Solvent 2 was used instead of Solvent 1.
[比較例2−3]
比較例1−3において、溶媒1に代えて溶媒2を用いたこと以外は、比較例1−3と同様にしてスラリーを得た。
[Comparative Example 2-3]
In Comparative Example 1-3, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-3 except that Solvent 2 was used instead of Solvent 1.
[実施例1−1]
比較例1−1において、溶媒1に代えて溶媒3を用いたこと以外は、比較例1−1と同様にしてスラリーを得た。
[Example 1-1]
In Comparative Example 1-1, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-1 except that solvent 3 was used instead of solvent 1.
[実施例1−2]
比較例1−2において、溶媒1に代えて溶媒3を用いたこと以外は、比較例1−2と同様にしてスラリーを得た。
[Example 1-2]
In Comparative Example 1-2, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-2 except that Solvent 3 was used instead of Solvent 1.
[実施例1−3]
比較例1−3において、溶媒1に代えて溶媒3を用いたこと以外は、比較例1−3と同様にしてスラリーを得た。
[Example 1-3]
In Comparative Example 1-3, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-3 except that Solvent 3 was used instead of Solvent 1.
[実施例2]
比較例1−3において、溶媒1に代えて溶媒4を用いたこと以外は、比較例1−3と同様にしてスラリーを得た。
[Example 2]
In Comparative Example 1-3, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-3 except that Solvent 4 was used instead of Solvent 1.
[実施例3]
比較例1−3において、溶媒1に代えて溶媒5を用いたこと以外は、比較例1−3と同様にしてスラリーを得た。
[Example 3]
In Comparative Example 1-3, a slurry was obtained in the same manner as Comparative Example 1-3 except that Solvent 5 was used instead of Solvent 1.
上記比較例2−1〜2−3、実施例1−1〜1−3、実施例2及び3において、スラリー中のアンモニアの含有量は、合成スメクタイトの含有量1g当たりおよそ1.65mmolとなる。 In Comparative Examples 2-1 to 2-3, Examples 1-1 to 1-3, and Examples 2 and 3, the ammonia content in the slurry is approximately 1.65 mmol per gram of synthetic smectite. .
[試験例1]
上記比較例1−1〜1−3、比較例2−1〜2−3、実施例1−1〜1−3、実施例2及び3で調製した各スラリーについて、分光光度計(UV−1700、島津製作所社製)を用いて波長500nmにおける透過率(%T)を測定した。透過率(%T)は溶媒のみの透過率I0とスラリーの透過率Iを用いて下記式により算出される。
透過率(%T)=(I/I0)×100
透過率が高いほど透明度が高いことを意味し、合成スメクタイトが微細な粒子サイズで分散していることを意味する。すなわち、スメクタイト粒子の結晶層間の剥離性ないし分散が良好であることを意味する。
結果を下表に示す。下表中、溶媒種の欄の「○」は当該溶媒を適用したことを示し、合成スメクタイト種の欄の「○」は当該合成スメクタイトを適用したことを示す。
[Test Example 1]
For each of the slurries prepared in Comparative Examples 1-1 to 1-3, Comparative Examples 2-1 to 2-3, Examples 1-1 to 1-3, and Examples 2 and 3, a spectrophotometer (UV-1700) was used. , Manufactured by Shimadzu Corporation), the transmittance (% T) at a wavelength of 500 nm was measured. The transmittance (% T) is calculated by the following formula using the transmittance 10 of the solvent only and the transmittance I of the slurry.
Transmittance (% T) = (I / I 0 ) × 100
Higher transmittance means higher transparency and means that the synthetic smectite is dispersed with a fine particle size. That is, it means that the peelability or dispersion between the smectite particles is good.
The results are shown in the table below. In the table below, “◯” in the column of solvent type indicates that the solvent was applied, and “O” in the column of synthetic smectite type indicates that the synthetic smectite was applied.
上記表に示される通り、本発明で規定する溶媒を用いることにより、CECの小さな合成スメクタイトを媒体中に微分散させることができ、透明度の高いスラリーが得られることがわかる。
As shown in the above table, it can be seen that by using the solvent specified in the present invention, a synthetic smectite having a small CEC can be finely dispersed in a medium, and a highly transparent slurry can be obtained.
Claims (10)
前記スラリー中の前記アンモニアの含有量が、前記スラリー中の前記合成スメクタイトの含有量1g当たり0.1mmol以上である、スメクタイトスラリー。 A smectite slurry comprising a synthetic smectite having a cation exchange capacity of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, an alcohol compound, a ketone compound and / or a nitrile compound,
The smectite slurry, wherein the ammonia content in the slurry is 0.1 mmol or more per 1 g of the synthetic smectite content in the slurry.
前記アンモニアの混合量を、前記合成スメクタイトの混合量1g当たり0.1mmol以上とする、スメクタイトスラリーの製造方法。 A method for producing a smectite slurry, comprising mixing at least a synthetic smectite having a cation exchange capacity of 5 to 50 meq / 100 g, water, ammonia, an alcohol compound, a ketone compound and / or a nitrile compound,
A method for producing a smectite slurry, wherein the ammonia is mixed in an amount of 0.1 mmol or more per 1 g of the synthetic smectite.
The method for producing a smectite slurry according to claim 9, wherein the ammonia is mixed by mixing ammonia water.
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