JP5587938B2 - Composite clay composition - Google Patents
Composite clay composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP5587938B2 JP5587938B2 JP2012091100A JP2012091100A JP5587938B2 JP 5587938 B2 JP5587938 B2 JP 5587938B2 JP 2012091100 A JP2012091100 A JP 2012091100A JP 2012091100 A JP2012091100 A JP 2012091100A JP 5587938 B2 JP5587938 B2 JP 5587938B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- smectite
- clay
- sio
- plane
- talc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
本発明は、スメクタイト族粘土鉱物成分を含有する複合粘土組成物に関する。 The present invention relates to a composite clay composition containing a smectite group clay mineral component.
酸性白土やベントナイトに代表されるスメクタイト系粘土は、水に対する親和性が高く、また油分に対する界面活性効果を示すなどの特性も有しているため、無機洗浄剤として古くから使用されている。例えば、特許文献1には、複合フィロケイ酸マグネシウムとスメクタイト族粘土とを含有する無機洗浄剤組成物が提案されている。 Smectite clay represented by acid clay and bentonite has long been used as an inorganic detergent because it has a high affinity for water and also exhibits a surface-active effect on oil. For example, Patent Document 1 proposes an inorganic detergent composition containing composite magnesium phyllosilicate and smectite group clay.
しかしながら、スメクタイト族粘土鉱物は、一般に、石英、オパール、クリストバライト、トリジマイトなどのSiO2結晶とともに産出し、特に、スメクタイト族粘土鉱物に緊密に複合したオパールやクリストバライトなどは、スメクタイトの極微細結晶と渾然一体となって分離が困難である。しかも、このような分離が困難なSiO2結晶は、スメクタイト系粘土を洗浄剤等の用途に供した場合、有効成分として機能せず、従って、このようなSiO2結晶を多く含んでいるスメクタイト系粘土は、目的とする洗浄効果を得るためには、必要以上の量を使用しなければならないという不都合を生じることとなる。 However, smectite group clay minerals are generally produced with SiO 2 crystals such as quartz, opal, cristobalite, and tridymite. In particular, opal and cristobalite that are intimately combined with smectite group clay minerals are considered to be extremely fine crystals of smectite. It is difficult to separate them together. Moreover, such a SiO 2 crystal that is difficult to separate does not function as an active ingredient when the smectite clay is used for a cleaning agent or the like, and therefore, the smectite system containing a large amount of such SiO 2 crystal. In order to obtain the desired cleaning effect, the clay has the disadvantage of having to use more than necessary.
従って、本発明の目的は、多くの産地からのスメクタイト系粘土に不可避的不純物として含まれるオパールやクリストバライトのSiO2結晶が低減されたスメクタイト族粘土鉱物成分を含有する複合粘土組成物を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a composite clay composition containing a smectite group clay mineral component in which SiO 2 crystals of opal and cristobalite contained as inevitable impurities in smectite clays from many production areas are reduced. It is in.
本発明によれば、105℃乾燥基準で、(A)ジオクタヘドラル型スメクタイトと(B)合成タルクとを、(A):(B)=1:2乃至1:7の重量比で含み、250m2/g以上のBET比表面積を有しており、X線回折測定において、スメクタイトの[001]面及び合成タルクの[001]面に由来するX線回折ピークが実質上消失していると共に、ジオクタヘドラル型スメクタイトの[060]面の回折ピークとトリオクタヘドラル型スメクタイトの[060]面によるX線回折ピークとが合成されて発現しており、且つオパールまたはクリストバライトのSiO 2 結晶の[111]面によるX線回折ピークの強度が、スメクタイトの[020]面及び合成タルクの[020]面による合成ピークの強度よりも小さいことを特徴とする複合粘土組成物が提供される。 According to the present invention, at 105 ° C. dry basis, (A) dioctahedral and smectite and (B) Synthesis of talc, (A) :( B) = 1: 2 to 1: it comprises 7 in a weight ratio of, 250 meters 2 The X-ray diffraction peak derived from the [001] plane of smectite and the [001] plane of synthetic talc is substantially disappeared in the X-ray diffraction measurement, and the dioctahedral The diffraction peak of the [060] plane of the type smectite and the X-ray diffraction peak of the [060] plane of the trioctahedral type smectite are synthesized and expressed , and the [111] plane of the opal or cristobalite SiO 2 crystal wherein the intensity of X-ray diffraction peak is smaller than the intensity of the synthesized peak by [020] plane and [020] plane of the synthetic talc smectite by Composite clay composition is provided.
本発明の複合粘土組成物においては、X線回折測定において、オパールまたはクリストバライトのSiO2結晶の[111]面によるX線回折ピークが、実質上消失していること、が好適である。 In the composite clay composition of the present invention, it is preferable that the X-ray diffraction peak due to the [111] plane of the opal or cristobalite SiO 2 crystal substantially disappears in the X-ray diffraction measurement.
本発明によれば、また、天然のスメクタイト系粘土と、酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムとを、水の存在下で混合し、次いで攪拌下に60℃以上の温度で熱処理してタルクを生成せしめ、さらに二酸化ケイ素を加えて、攪拌下に60℃以上の温度で熱処理することを特徴とするスメクタイト族粘土鉱物と合成タルクとからなる複合粘土組成物の製造方法が提供される。 According to the present invention, natural smectite clay and magnesium oxide or magnesium hydroxide are mixed in the presence of water, and then heat-treated at a temperature of 60 ° C. or higher with stirring to produce talc. Furthermore, the manufacturing method of the composite clay composition which consists of a smectite group clay mineral and synthetic talc characterized by adding silicon dioxide and heat-processing at the temperature of 60 degreeC or more under stirring is provided.
本発明の製造方法においては、
(1)前記酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムを、多くのスメクタイト系粘土に不可避的不純物として含まれるオパールまたはクリストバライトのSiO2結晶の1.5倍モル以上の量で使用すること、
(2)前記二酸化ケイ素を、系中に存在する水酸化マグネシウムの1.2〜1.5倍モルの量で使用すること、
が好ましい。
In the production method of the present invention,
(1) The magnesium oxide or magnesium hydroxide is used in an amount of 1.5 times mol or more of the opal or cristobalite SiO 2 crystal contained as an inevitable impurity in many smectite clays,
(2) using the silicon dioxide in an amount of 1.2 to 1.5 moles of magnesium hydroxide present in the system;
Is preferred.
本発明の複合粘土組成物においては、天然に産出する多くのスメクタイト系粘土に分離困難な不可避的不純物として含まれているオパール或いはクリストバライト等のSiO2結晶が低結晶性の合成タルク(3MgO・4SiO2・H2O)に変換されていることが重要な特徴である。即ち、スメクタイト族粘土鉱物から分離困難なSiO2結晶は、スメクタイト族粘土鉱物を洗剤等の用途に使用する場合には全く不要な成分であるが、本発明では、この不要な成分が低結晶性の合成タルクに変換されており、しかも、この合成タルクは、油分に対する親和性に優れている。従って、本発明によれば、不要な不純物であるSiO2結晶を、有用な合成タルクに転換することにより、スメクタイト族粘土鉱物の界面活性効果を増大し、その有用性を高めることが可能となるのである。 In the composite clay composition of the present invention, SiO 2 crystals such as opal or cristobalite, which are included as inevitable impurities that are difficult to separate in many naturally occurring smectite clays, are low crystalline synthetic talc (3MgO · 4SiO 2 ) H 2 O) is an important feature. That is, the SiO 2 crystal that is difficult to separate from the smectite group clay mineral is a completely unnecessary component when the smectite group clay mineral is used for a detergent or the like, but in the present invention, this unnecessary component is low crystalline. In addition, this synthetic talc is excellent in affinity for oil. Therefore, according to the present invention, by converting SiO 2 crystals, which are unnecessary impurities, to useful synthetic talc, it is possible to increase the surface activity effect of the smectite group clay mineral and increase its usefulness. It is.
(複合粘土組成物の製造)
本発明においては、原料として天然のスメクタイト系粘土を用いるが、かかるスメクタイト系粘土としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイトなどのジオクタヘドラル型スメクタイトを主成分とするもの(酸性白土、ベントナイト)と、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどのトリオクタヘドラル型スメクタイトを主成分とするものが代表的である。モンモリロナイトやバイデライトを主成分とするベントナイトには、産地によって、自然のままでアルカリリッチになっていてそのまま各種用途に使用できるものと、雨水などでアルカリ分が一部溶脱しており(これはサブベントナイトと呼ばれることがある)、ソーダ灰等を用いてアルカリリッチに戻す処理を施した所謂活性ベントナイトがあるが、いずれも天然のスメクタイト系粘土として本発明の原料に用い得ることはいうまでもない。また、ジオクタヘドラル型スメクタイトであるモンモリロナイトやバイデライトは、SiO4四面体層−AlO6八面体層−SiO4四面体層からなる層状構造を有し、これらの八面体層のAlの一部がMgやFe(II)に、四面体層のSiの一部がAlにと、より低原子価の異種金属で同型置換された基本骨格を有しており、結晶格子はその置換部分に陰電荷を生じるが、これらの積層層間にはそれにつり合う量のカチオンと水が存在し、電荷的には中和されている。すなわち、スメクタイトはこのような置換金属や層間元素の種類や量に応じたカチオン交換能を示す。このような層状構造のSi−O−Si結合の連なる層面の有機親和性と金属置換部位の極性に由来して、親油性と同時に親水性を示し、例えば洗剤などの用途に好適な界面活性効果を示すものと考えられる。
(Manufacture of composite clay composition)
In the present invention, natural smectite clay is used as a raw material. Examples of such smectite clay include those containing dioctahedral smectite as the main component (acid clay, bentonite) such as montmorillonite, beidellite and nontronite, and saponite. Typical examples include trioctahedral smectites such as hectorite and soconite. Bentonite, which is mainly composed of montmorillonite and beidellite, is naturally alkali-rich and can be used for various purposes as it is depending on the production area, and some alkalis are leached with rainwater. There are so-called active bentonites that have been treated to return to alkali rich using soda ash, etc., and it goes without saying that any of them can be used as the raw material of the present invention as a natural smectite clay. . Further, montmorillonite and beidellite are dioctahedral smectite has a layered structure consisting of SiO 4 tetrahedral layers -AlO 6 octahedral layer -SiO 4 tetrahedra layer, a part of Al of these octahedral layer is Mg Ya Fe (II) has a basic skeleton in which a part of Si in the tetrahedral layer is replaced with Al by the same type of dissimilar metal as the lower valence metal, and the crystal lattice generates a negative charge at the substituted portion. However, there are balanced amounts of cations and water between these laminated layers, and they are neutralized in terms of charge. That is, smectite exhibits a cation exchange capacity according to the type and amount of such a substituted metal or interlayer element. Derived from the organic affinity and the polarity of the metal substitution site of the layer surface with such a layered structure of Si—O—Si bonds, it exhibits lipophilicity and hydrophilicity, and is a surface active effect suitable for applications such as detergents. It is thought that it shows.
既に述べたように、天然のスメクタイト系粘土は、オパールやクリストバライトなどのSiO2結晶とともに産出する場合が多く、特に産地によっては、このようなSiO2結晶がスメクタイトの前述した層構造を有する微細結晶と渾然一体となっており、風簸等の物理的手段によっては分離困難となっている。本発明では、このような分離困難なSiO2結晶を含有している天然産のスメクタイト系粘土を使用することができ、特に、オパールやクリストバライトなどのSiO2結晶含量が5重量%以上、特に10乃至35重量%程度のものを使用するのが好ましい。即ち、このSiO2結晶含量が少ないものは、以下に述べる手段によって該SiO2結晶をタルクに転換させるメリットが小さいからである。しかし、元々このSiO2結晶含量が少ないものは、上記メリットは顕著ではないが、スメクタイトの純度が高いことから、本発明の目的とする複合粘土組成物を得る為の原料としてはより有利に使用できる。したがって、例えば、SiO2結晶の[111]面による回折ピークの強度がスメクタイトの[020]面による回折ピークよりも元々小さいものを原料にして、本発明の製造方法を実施することができることは言うまでもない。また、SiO2結晶含量が上記範囲より多いものは、SiO2結晶の結晶性が高くて反応性が低い場合が多く、スメクタイトの含有量も低いので、求める複合粘土組成物を得る為の原料としてはメリットが少ない。 As already mentioned, natural smectite clay is often produced together with SiO 2 crystals such as opal and cristobalite, and depending on the production area, such a SiO 2 crystal is a fine crystal having the aforementioned layer structure of smectite. It is difficult to separate by physical means such as wind. In the present invention, a natural smectite clay containing such difficult-to-separate SiO 2 crystals can be used. In particular, the content of SiO 2 crystals such as opal and cristobalite is 5% by weight or more, particularly 10%. It is preferable to use about 35% by weight. That is, this low SiO 2 crystal content has a small merit for converting the SiO 2 crystal into talc by the means described below. However, the originally low SiO 2 crystal content is not so remarkable, but because of the high purity of smectite, it can be used more advantageously as a raw material for obtaining the composite clay composition of the present invention. it can. Therefore, for example, it goes without saying that the production method of the present invention can be carried out using a raw material whose intensity of the diffraction peak due to the [111] plane of SiO 2 crystal is originally smaller than the diffraction peak due to the [020] plane of smectite. Yes. Further, those having a SiO 2 crystal content larger than the above range often have high SiO 2 crystallinity and low reactivity, and have a low smectite content, so that as a raw material for obtaining the desired composite clay composition Has little merit.
尚、スメクタイト系粘土中に含まれるオパールやクリストバライトなどのSiO2結晶含量は、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を用いてのアルカリ処理によって、SiO2結晶を溶解し、アルカリ水溶液中に溶解したSiO2量を測定することにより可溶性ケイ酸(%)として算出することができる。 The SiO 2 crystal content of opal, cristobalite, etc. contained in the smectite clay was dissolved in the alkaline aqueous solution by dissolving the SiO 2 crystal by, for example, alkali treatment using an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide. It can be calculated as soluble silicic acid (%) by measuring the amount of SiO 2 .
上記のようにして使用される天然産のスメクタイト系粘土は、例えば図1(a)に示すX線回折ピークを示す。即ち、図1(a)は、後述する実施例1において、原料として用いた天然スメクタイト系粘土(ジオクタヘドラル型スメクタイトを主成分とするベントナイト)についてのX線回折チャートであるが、図1(a)から理解されるように、このスメクタイト系粘土は、2θ=5.0乃至8.0度の領域にスメクタイトの[001]面に由来する回折ピークを示し、2θ=19.0乃至20.5度の領域にスメクタイトの[020]面に由来する回折ピークを示し、さらに2θ=61.0乃至62.5度の領域には、ジオクタヘドラル型スメクタイトの[060]面に由来する回折ピークを示すと同時に、2θ=21.0乃至22.5度の領域にはオパールまたはクリストバライトの[111]面に由来する回折ピークを示している。 The naturally occurring smectite clay used as described above exhibits, for example, the X-ray diffraction peak shown in FIG. That is, FIG. 1A is an X-ray diffraction chart of natural smectite clay (bentonite containing dioctahedral smectite as a main component) used as a raw material in Example 1 described later. As can be understood from this, this smectite clay exhibits a diffraction peak derived from the [001] plane of smectite in the region of 2θ = 5.0 to 8.0 °, and 2θ = 19.0 to 20.5 °. Shows a diffraction peak derived from the [020] plane of smectite, and further shows a diffraction peak derived from the [060] plane of dioctahedral smectite in the region of 2θ = 61.0 to 62.5 degrees. A diffraction peak derived from the [111] plane of opal or cristobalite is shown in the region of 2θ = 21.0 to 22.5 degrees.
本発明においては、上記のような天然産のスメクタイト系粘土に、酸化マグネシウム或いは水酸化マグネシウムを反応させる。具体的には、両者を水の存在下で混合し、次いで攪拌下に熱処理する。これにより、スメクタイト族粘土鉱物中に含まれる前述したオパールやクリストバライトのSiO2結晶は、非積層乃至低積層構造のタルクに転換される。 In the present invention, the natural smectite clay as described above is reacted with magnesium oxide or magnesium hydroxide. Specifically, both are mixed in the presence of water and then heat-treated with stirring. As a result, the aforementioned opal and cristobalite SiO 2 crystals contained in the smectite group clay mineral are converted into talc having a non-laminated or low laminated structure.
かかる反応は、1例として下記式で表される。尚、下記式中、スメクタイト族粘土鉱物は、Smectiteで表し、これに複合しているオパールやクリストバライトのSiO2結晶は、OpalSiO2で表した。
[Smectite + OpalSiO2]+4.5MgO+4.5H2O
→Smectite+SiO2+4.5Mg(OH)2
→Smectite+0.25[3MgO・4SiO2・H2O]+3.75Mg(OH)2
This reaction is represented by the following formula as an example. In the following formulae, the smectite group clay mineral is represented by Smectite, and the opal and cristobalite SiO 2 crystals compounded thereto are represented by OpalSiO 2 .
[Smectite + OpalSiO 2 ] + 4.5MgO + 4.5H 2 O
→ Smectite + SiO 2 + 4.5Mg (OH) 2
→ Smectite + 0.25 [3MgO.4SiO 2 .H 2 O] +3.75 Mg (OH) 2
尚、上記式では、原料として酸化マグネシウム(MgO)が使用されているが、酸化マグネシウムは水の存在下で容易に水和して水酸化マグネシウムに変化しているため、最初から反応原料として水酸化マグネシウムを用いた場合も、結局、反応は同じ式で表される。 In the above formula, magnesium oxide (MgO) is used as a raw material. However, since magnesium oxide is easily hydrated and changed to magnesium hydroxide in the presence of water, water is used as a reaction raw material from the beginning. Even when magnesium oxide is used, the reaction is expressed by the same formula.
上記の反応式から理解されるように、用いる酸化マグネシウム(或いは水酸化マグネシウム)は、スメクタイト中に含まれるSiO2結晶の1.5倍モル以上の量で使用することが好ましく、また、必要以上に過剰に用いてもあまり意味がないので、一般的には、1.5〜10倍モルの量で使用するのがよい。また、水は、酸化マグネシウムを用いた場合、MgOとの水和理論量である使用酸化マグネシウムの等モル以上必要であることは勿論であるが、湿式攪拌(スラリー)反応の見地からは反応スラリーの粘性が充分流動性のある範囲にあり、且つ固液反応であるという面からは、ある程度高い固形分濃度であることがよく、反応スラリー母液全量当り、85乃至95重量%含有されていることが好ましい。 As understood from the above reaction formula, the magnesium oxide (or magnesium hydroxide) to be used is preferably used in an amount of 1.5 times mol or more of SiO 2 crystals contained in the smectite, and more than necessary. Since it is not meaningful even if used in excess, it is generally preferable to use it in an amount of 1.5 to 10 moles. In addition, when using magnesium oxide, it is a matter of course that equimolar or more of the magnesium oxide used, which is the theoretical amount of hydration with MgO, is necessary, but from the standpoint of wet stirring (slurry) reaction, reaction slurry In view of the fact that the viscosity is sufficiently fluid and is a solid-liquid reaction, the solid content concentration should be high to some extent, and should be 85 to 95% by weight based on the total amount of the reaction slurry mother liquor. Is preferred.
また、上記反応に用いる天然スメクタイト系粘土は、予め、粗粉砕して、適度な粒径に調整しておくことが望ましい。この場合、粉砕の方法は、生の原料粘土をそのまま水性媒体中で湿式粉砕してもよいし、一たん乾燥してから乾式粉砕してもよい。 Moreover, it is desirable that the natural smectite clay used in the above reaction is preliminarily pulverized and adjusted to an appropriate particle size. In this case, the raw material clay may be wet pulverized in an aqueous medium as it is, or may be dry pulverized after being dried once.
上記反応において、熱処理温度は、60℃以上、特に70乃至100℃の範囲であり、熱処理時間は、用いるスメクタイト系粘土の量や熱処理温度によっても異なるが、一般には、3乃至8時間程度である。 In the above reaction, the heat treatment temperature is 60 ° C. or more, particularly 70 to 100 ° C., and the heat treatment time is generally about 3 to 8 hours, although it varies depending on the amount of smectite clay used and the heat treatment temperature. .
本発明においては、上記のようにしてタルクを生成した後、さらに二酸化ケイ素を加えて、攪拌下に60℃以上、特に70乃至100℃の温度で熱処理する。これにより、上記の反応で残存した過剰の水酸化マグネシウムもタルクに転換され、有効成分となる。 In the present invention, after producing talc as described above, silicon dioxide is further added and heat-treated at a temperature of 60 ° C. or higher, particularly 70 to 100 ° C. with stirring. As a result, excess magnesium hydroxide remaining in the above reaction is also converted into talc and becomes an active ingredient.
かかる熱処理に用いる二酸化ケイ素としては、特に制限されないが、過剰量のものが残存した場合でも複合粘土の特性に悪影響を与えないという観点から、所謂ホワイトカーボンと称される非晶質のものが好適に使用される。このような非晶質の二酸化ケイ素(含水ケイ酸)は、通常、下記式:
SiO2・nH2O
式中、nは、0.1乃至0.3の数である。
で表わされる。
The silicon dioxide used for such heat treatment is not particularly limited, but is preferably amorphous so-called white carbon from the viewpoint of not adversely affecting the properties of the composite clay even when an excessive amount of silicon dioxide remains. Used for. Such amorphous silicon dioxide (hydrous silicic acid) usually has the following formula:
SiO 2 · nH 2 O
In the formula, n is a number from 0.1 to 0.3.
It is represented by
このような水酸化マグネシウムの転換反応は、1例として下記式で表される。
Smectite+0.25[3MgO・4SiO2・H2O]
+3.75Mg(OH)2+5SiO2・nH2O
→ Smectite+1.5[3MgO・4SiO2・H2O]
但し、nは前記と同じ数である。
Such a conversion reaction of magnesium hydroxide is represented by the following formula as an example.
Smectite + 0.25 [3MgO · 4SiO 2 · H 2 O]
+ 3.75Mg (OH) 2 + 5SiO 2 .nH 2 O
→ Smectite + 1.5 [3MgO · 4SiO 2 · H 2 O]
However, n is the same number as the above.
上記式から理解されるように、この例の場合に用いる二酸化ケイ素は、反応系中に含まれる水酸化マグネシウムの1.2モル倍以上の量(化学量論的には、5÷3.75=1.33モル倍量)で使用され、特に、1.2〜1.5モル倍の量で使用することが、生成した水酸化マグネシウムの全量をタルクに転換し、且つ残存する二酸化ケイ素の量を可級的に少なくする上で好適である。 As understood from the above formula, silicon dioxide used in this example is 1.2 mol times or more of magnesium hydroxide contained in the reaction system (in terms of stoichiometry, 5 ÷ 3.75). = 1.33 mole times), especially 1.2 to 1.5 mole times converts the total amount of magnesium hydroxide produced to talc and the remaining silicon dioxide It is suitable for reducing the amount considerably.
このような水酸化マグネシウムをタルクに転換するための熱処理は、通常、3乃至8時間程度行われる。 Such heat treatment for converting magnesium hydroxide into talc is usually performed for about 3 to 8 hours.
上記のようにしてスメクタイト系粘土中に含まれるSiO2結晶がタルクに転換された複合粘土組成物は、必要により乾燥され、用途に応じて所定の粒度に分級されて使用に供される。 The composite clay composition in which the SiO2 crystal contained in the smectite clay is converted into talc as described above is dried as necessary, classified into a predetermined particle size according to the use, and used.
(複合粘土組成物)
このようにして得られた複合粘土組成物は、(A)スメクタイト族粘土鉱物と(B)合成タルク[3MgO・4SiO2・H2O]とからなり、例えば図1(b)又は図2(d)に示すようなX線回折ピークを有する。図1(b)は実施例1で、図2(d)は実施例2で製造された複合粘土組成物のX線回折パターンである。
(Composite clay composition)
The composite clay composition thus obtained is composed of (A) a smectite group clay mineral and (B) a synthetic talc [3MgO.4SiO 2 .H 2 O]. For example, FIG. 1 (b) or FIG. It has an X-ray diffraction peak as shown in d). FIG. 1B is an X-ray diffraction pattern of Example 1 and FIG. 2D is an X-ray diffraction pattern of the composite clay composition produced in Example 2.
即ち、図1(b)又は図2(d)から理解されるように、かかる複合粘土組成物においては、2θ=19.0乃至20.5度の領域にスメクタイトの[020]面及び合成タルクの[020]面に由来する回折ピークが合成されて発現しており(即ち、図1(a)又は図2(c)のスメクタイトの[020]面によるピークよりも面積が増大している)、スメクタイトや合成されたタルクの存在が確認されるが、本来、2θ=5.0乃至8.0度の領域に存在すべきスメクタイトの[001]面に由来する回折ピークや、2θ=9.0乃至10.0度の領域に存在すべき合成タルクの[001]面に由来する回折ピークは、実質上消失或いは認められない。即ち、本発明の複合粘土組成物は、前述した2段階で行われる水熱処理下の半合成反応により、水分散状態下のスメクタイトや新たに生成した合成タルクの粒子は単層粒子レベルで混在し、乾燥しても、スメクタイト、タルクのそれぞれがC軸方向への積層が起こらないか、起こったとしても不規則な層間隔での無秩序な積層と思われ、これらの領域の回折ピークが発現していないことは、本発明の複合粘土組成物は、スメクタイト族粘土鉱物の積層粒子とタルクの積層粒子との単なる混合物とは異なり、両者がランダム且つ均質に複合化していることを物語っている。 That is, as understood from FIG. 1 (b) or FIG. 2 (d), in such a composite clay composition, smectite [020] plane and synthetic talc are in the range of 2θ = 19.0 to 20.5 degrees. The diffraction peak derived from the [020] plane is synthesized and expressed (that is, the area is larger than the peak due to the [020] plane of smectite in FIG. 1 (a) or FIG. 2 (c)). The presence of smectite and synthesized talc is confirmed, but the diffraction peak derived from the [001] plane of smectite that should originally exist in the region of 2θ = 5.0 to 8.0 degrees, and 2θ = 9. The diffraction peak derived from the [001] plane of the synthetic talc that should exist in the region of 0 to 10.0 degrees is substantially absent or not observed. That is, in the composite clay composition of the present invention, the smectite in the water-dispersed state and the newly generated synthetic talc particles are mixed at the monolayer particle level by the semi-synthetic reaction under hydrothermal treatment performed in the two steps described above. Even when dried, smectite and talc do not stack in the C-axis direction, or even if they occur, it seems to be disordered stacking with irregular layer spacing, and diffraction peaks appear in these regions. The fact that the composite clay composition of the present invention is different from a simple mixture of smectite group clay mineral laminated particles and talc laminated particles shows that both are randomly and uniformly compounded.
また、本発明の複合粘土組成物においては、多くの産地からのスメクタイト系粘土に不可避的不純物として含まれるオパールやクリストバライトのSiO2結晶がタルクに転換されている。従って、図1(a)と図1(b)又は図2(c)と図2(d)のX線回折ピークの比較から理解されるように、原料スメクタイトにおいて2θ=21.0乃至22.5度の領域にみられる上記SiO2結晶の[111]面による回折ピークが(図1(a)、図2(c)参照)、この複合粘土組成物では、実質上消失又は縮小している(図1(b)、図2(d)参照)。即ち、かかるSiO2結晶の[111]面による回折ピークの消失又は縮小は、このようなスメクタイト族粘土鉱物中のSiO2結晶の全量又は大半がタルクに転換されていることを物語っている。 In the composite clay composition of the present invention, the SiO 2 crystals of opal and cristobalite contained as inevitable impurities in smectite clay from many production areas are converted to talc. Therefore, as can be understood from the comparison of the X-ray diffraction peaks of FIGS. 1 (a) and 1 (b) or FIGS. 2 (c) and 2 (d), 2θ = 21.0 to 22.2. The diffraction peak due to the [111] plane of the SiO 2 crystal seen in the 5 ° region (see FIGS. 1 (a) and 2 (c)) is substantially disappeared or reduced in this composite clay composition. (See FIGS. 1B and 2D). That is, loss or reduction of the diffraction peaks due to [111] plane of such SiO 2 crystals, all or most of the SiO 2 crystals such smectite clay minerals are telling that it is converted to talc.
尚、図1(a)又は図2(c)から理解されるように、本発明において、原料として用いるスメクタイト系粘土では、上記SiO2結晶の[111]面の回折ピーク(2θ=21.0乃至22.5度)がスメクタイトの[020]面の回折ピーク(2θ=19.0乃至20.5度)よりも大きいことが多いが、本発明の複合粘土組成物では、かかるSiO2結晶の[111]面の回折ピークが、スメクタイトの[020]面及び合成タルクの[020]面による合成ピーク(2θ=19.0乃至20.5度)よりも小さくなる程度に、前述した2段の熱処理が行われて合成タルクが形成されていれば、界面活性効果の向上等の所望の効果を確保することができる。 As can be understood from FIG. 1 (a) or FIG. 2 (c), the smectite clay used as a raw material in the present invention has a diffraction peak (2θ = 21.0) on the [111] plane of the SiO 2 crystal. to 22.5 degrees), but is often greater than the diffraction peak of [020] plane of the smectite (2 [Theta] = 19.0 to 20.5 degrees), the composite clay composition of the present invention, such SiO 2 crystals The diffraction peak of the [111] plane is smaller than the combined peak (2θ = 19.0 to 20.5 degrees) of the smectite [020] plane and the synthetic talc [020] plane as described above. If synthetic talc is formed by heat treatment, desired effects such as improvement of the surface active effect can be ensured.
また、本発明において、スメクタイト系粘土として、ベントナイトや酸性白土等のジオクタヘドラル型スメクタイトを用いた場合には、図1(b)又は図2(d)に示されているように、2θ=59.5乃至62.5度の領域に、ジオクタヘドラル型粘土鉱物の[060]面によるX線回折ピーク(2θ=61.0乃至62.5度)とともに、トリオクタヘドラル型粘土鉱物の[060]面によるX線回折ピークと(2θ=59.5乃至61.5度)が合成されて発現していることが確認される。即ち、このような合成ピークの発現は、前述した2段での水熱処理下の半合成反応により、トリオクタヘドラル型三層構造粘土鉱物である低積層の合成タルクが生成していることを示している。 In the present invention, when dioctahedral smectite such as bentonite or acid clay is used as the smectite clay, as shown in FIG. 1 (b) or FIG. 2 (d), 2θ = 59. The X-ray diffraction peak (2θ = 61.0 to 62.5 degrees) of the dioctahedral clay mineral in the region of 5 to 62.5 degrees and the [060] plane of the trioctahedral clay mineral It is confirmed that the X-ray diffraction peak and (2θ = 59.5 to 61.5 °) are synthesized and expressed. That is, the expression of such a synthetic peak indicates that a low-layer synthetic talc, which is a trioctahedral three-layered clay mineral, is generated by the semi-synthetic reaction under the hydrothermal treatment in the two steps described above. Show.
本発明において、上述した構造を有する複合粘土組成物は、一般に、105℃乾燥基準で、(A)スメクタイト族粘土鉱物と(B)合成タルクとを、(A):(B)=1:2乃至1:7の重量比で含有しており、このようなバランスでスメクタイト族粘土鉱物と合成タルクとを含有しているため、スメクタイトに特有の物性(界面活性作用)を示すと同時に、合成タルクの親油・吸油性と相俟って、油性物質の吸収・吸着・乳化分散による洗浄作用が高められている。 In the present invention, the composite clay composition having the above-described structure generally comprises (A) smectite group clay mineral and (B) synthetic talc on the basis of drying at 105 ° C. (A) :( B) = 1: 2. To 1: 7 by weight, and since it contains a smectite group clay mineral and synthetic talc in such a balance, it exhibits physical properties (surfactant action) peculiar to smectite and at the same time synthetic talc. Combined with the lipophilicity and oil-absorbing properties of oil, the cleaning action by absorption, adsorption and emulsification dispersion of oily substances is enhanced.
また、本発明の複合粘土組成物は、スメクタイトの極微細結晶に緊密に複合しているオパールやクリストバライトのSiO2結晶をこれも極微細結晶の合成タルクに変換することにより製造され、しかも、スメクタイトと合成タルクのそれぞれの微細結晶がランダムに分散し、濃縮や乾燥固化によっても、それぞれの微細結晶がそれ以上の積層が起こらないか、起こったとしても不規則で無秩序な積層粒子となっているため、例えば、原料のスメクタイト系粘土と天然のタルクの単なる混合物に比してかなり高い比表面積を有している。そのBET比表面積は、前記の単なる混合物が100m2/g以下であるのに対して、本発明の複合粘土組成物は、通常、250m2/g以上、特に250乃至500m2/g程度と極めて高い。 Also, the composite clay composition of the present invention is produced by converting the opal or cristobalite SiO 2 crystal, which is intimately combined with the ultrafine crystal of smectite, into a synthetic talc of ultrafine crystal, and further, the smectite And each fine crystal of synthetic talc is randomly dispersed, and even if it is concentrated or dried and solidified, each fine crystal does not cause further lamination, or even if it occurs, it becomes irregular and disordered laminated particles Therefore, for example, it has a considerably higher specific surface area than a simple mixture of raw smectite clay and natural talc. The BET specific surface area of the mere mixture is 100 m 2 / g or less, whereas the composite clay composition of the present invention is usually 250 m 2 / g or more, particularly about 250 to 500 m 2 / g. high.
さらに、本発明の複合粘土組成物は、スメクタイト族粘土鉱物の基本構造が損なわれない程度の水熱処理によってSiO2結晶のタルクへの変換が行われているため、スメクタイトに由来するカチオン交換能や固体酸としての特性を保持している上に、新たに生成した合成タルクに由来する比較的弱い酸強度の固体酸を大量に保有している。例えば、この複合粘土組成物は、5meq/100g以上、特に10乃至50meq/100gのカチオン交換能を有している。また、n−ブチルアミン滴定法によって測定される表面酸性度分布では、酸強度関数Hoが−3.0(指示薬:ジシンナマルアセトン)より大きくて+3.3(指示薬:p−ジメチルアミノアゾベンゼン)以下である中程度の強さ(−3.0<Ho≦+3.3)の酸点と、+3.3<Ho≦+4.8(指示薬:メチルレッド)の酸強度領域の比較的弱い酸点が多く存在している。これらの固体酸の酸量(meq/g)は、複合粘土組成物中のスメクタイトの種類やその層間イオンの種類及びスメクタイトと合成タルクの含有割合等によって大きくことなるため、一概には言えないが、全酸量としては0.5meq/g以上、特に、組成物によっては1meq/g以上の大容量の固体酸を有する物もある。 Furthermore, since the composite clay composition of the present invention is converted to talc of SiO 2 crystals by hydrothermal treatment to such an extent that the basic structure of the smectite group clay mineral is not impaired, the cation exchange ability derived from smectite and In addition to maintaining the properties as a solid acid, it has a large amount of solid acid with relatively weak acid strength derived from newly generated synthetic talc. For example, the composite clay composition has a cation exchange capacity of 5 meq / 100 g or more, particularly 10 to 50 meq / 100 g. Further, in the surface acidity distribution measured by the n-butylamine titration method, the acid strength function Ho is larger than −3.0 (indicator: dicinnamalacetone) and not more than +3.3 (indicator: p-dimethylaminoazobenzene). There are many acid points of moderate strength (-3.0 <Ho ≦ + 3.3) and relatively weak acid points in the acid strength region of +3.3 <Ho ≦ + 4.8 (indicator: methyl red). Existing. Since the acid amount (meq / g) of these solid acids varies depending on the type of smectite in the composite clay composition, the type of interlayer ions, the content ratio of smectite and synthetic talc, etc., it cannot be said unconditionally. The total acid amount is 0.5 meq / g or more, and in particular, some compositions have a large volume of solid acid of 1 meq / g or more.
また、本発明の粘土組成物は、上記のようにカチオン交換能と固体酸を併せ持ち、且つ高比表面積を有することから、メチレンブルーのような比較的大きな分子の塩基性色素等もよく吸着する。 In addition, since the clay composition of the present invention has both a cation exchange ability and a solid acid as described above, and has a high specific surface area, a basic dye having a relatively large molecule such as methylene blue is also adsorbed well.
このように本発明の複合粘土組成物は、大きな比表面積を有し、スメクタイトに特有のカチオン交換能を示し、タルクの生成による親油性の増大に起因して油性物質の吸収・吸着作用とスメクタイトの界面活性作用(乳化分散作用)による洗浄効果が高められ、しかも、スメクタイトと合成タルクの双方による固体酸としての特性を示すことから、種々の用途に使用される。例えば、油性物質の吸収・吸着剤として、台所用油汚れ洗浄剤、厨房内レンジ周りやフライパン等のクレンザー、手指洗浄剤、頭髪洗浄剤、歯磨き剤、ペット用シャンプー、アウトドア用油汚れ洗浄剤、台所用洗剤ビルダー、衣類用洗剤ビルダー、自動食器洗浄器用洗剤ビルダー、超音波式自動洗濯機用汚れ再付着防止剤、製紙用ピッチ吸着剤などに使用することができる。また、適度な固体酸を有する高比表面積吸着剤として、活性白土代替品、固体酸触媒等の用途にも使用することができる。 As described above, the composite clay composition of the present invention has a large specific surface area, exhibits a cation exchange characteristic peculiar to smectite, and absorbs and adsorbs oily substances and smectite due to an increase in lipophilicity due to the formation of talc. It is used in various applications because it has a high cleaning effect due to its surface active action (emulsifying and dispersing action) and exhibits properties as a solid acid by both smectite and synthetic talc. For example, as an oily substance absorption / adsorption agent, kitchen oil stain cleaner, cleanser around kitchen range and frying pan, hand cleaner, hair cleaner, toothpaste, pet shampoo, outdoor oil stain cleaner, It can be used as a detergent builder for kitchens, a detergent builder for clothes, a detergent builder for automatic dishwashers, a stain re-adhesion inhibitor for ultrasonic automatic washing machines, and a pitch adsorbent for papermaking. Moreover, it can also be used for uses, such as an activated clay substitute and a solid acid catalyst, as a high specific surface area adsorption agent which has moderate solid acid.
本発明の優れた効果を、次の実施例で説明する。
尚、実施例における各種試験は下記の方法で行なった。
(1)X線回折
試料の調製:
粉末状の試料はそのままで、スラリー状の試料については、それを吸引ろ過して得られたウエットケーキを110℃で乾燥してから乳鉢で粉砕し粉末状となして、測定試料とする。
X線回折装置:(株)リガク製、MultiFlex
測定条件:X線=Cu−Kα線、管電圧=40kV、管電流=30mA、発散スリット:
0.15mm、散乱スリット:1°、受光スリット=0.15mm
走査範囲:回折角(2θ)=3°〜70°
The superior effect of the present invention is illustrated in the following examples.
In addition, the various tests in an Example were done with the following method.
(1) X-ray diffraction Sample preparation:
The powder sample is left as it is, and for the slurry sample, the wet cake obtained by suction filtration is dried at 110 ° C. and then pulverized in a mortar to obtain a measurement sample.
X-ray diffractometer: Rigaku Co., Ltd., MultiFlex
Measurement conditions: X-ray = Cu-Kα ray, tube voltage = 40 kV, tube current = 30 mA, diverging slit:
0.15 mm, scattering slit: 1 °, light receiving slit = 0.15 mm
Scanning range: diffraction angle (2θ) = 3 ° to 70 °
(2)可溶性ケイ酸
110℃乾燥した試料150gを450gの純水に分散させ、水酸化ナトリウム(NaOH)53.3gを加えて、100℃×5時間加熱攪拌処理する。放冷し、溶解反応液の全重量を測定する。該溶解母液を1日以上静置して固形分を沈降させ、透明な上澄液を採取して、該溶液部分のSiO2濃度を定量する。計算により試料100gから溶出したSiO2量を求め、試料中の可溶性ケイ酸(%)とする。
(2) Soluble Silicic Acid 150 g of a sample dried at 110 ° C. is dispersed in 450 g of pure water, 53.3 g of sodium hydroxide (NaOH) is added, and the mixture is heated and stirred at 100 ° C. for 5 hours. Allow to cool and measure the total weight of the dissolved reaction solution. The dissolved mother liquor is allowed to stand for 1 day or longer to allow the solid content to settle, and a transparent supernatant is collected to quantify the SiO 2 concentration in the solution portion. The amount of SiO 2 eluted from 100 g of the sample is obtained by calculation and used as the soluble silicic acid (%) in the sample.
(3)BET比表面積
マイクロメリテック社製の自動比表面積測定装置(TriStar 3000、測定方法:定容法によるガス吸着法)を使用して測定。
窒素ガスの吸着等温線からBET法による多点法比表面積を求める。
(3) BET specific surface area Measured using an automatic specific surface area measuring device (TriStar 3000, measuring method: gas adsorption method by a constant volume method) manufactured by Micromeritec.
The multipoint specific surface area by the BET method is determined from the adsorption isotherm of nitrogen gas.
(4)吸油性
試料の調製:
スラリー状乃至ペースト状の試料及び粉末状の試料のいずれにおいても、水を足して固形分濃度を5重量%に調整して流動性のある懸濁液となして、供試試料とする。
吸油試験:
供試懸濁液20gをネジ蓋付のガラス製サンプル管(内容積:50mL)に採り、市販の食用油(揚油)0.5gを駒込ピペット(1mL用)を用いて注加したのち、蓋をしたサンプル管を内容物全体が乳化するまでよく振り混ぜる。得られた乳化液を即座に別の清浄な駒込ピペット(1mL用)に採り、その2滴を定性濾紙(No.2)の上の1箇所にのせる。滴下により生じたほぼ円形の懸濁液部分が風乾したとき、懸濁液の固形分で出来た円形で薄い扁平な台状の固まりの周囲の濾紙部分に、吸収しきれなかった油の滲み出しによる半透明のハロー(リング)の有無を目視観察により確認する。
判定の表示:
○・・・吸収しきれなかった油の滲み出しによる半透明のハロー(リング)が全く若
しくは殆ど観察されず、全量若しくは殆どの油が懸濁液中の固形分に吸収・
固定されている。
×・・・吸収しきれなかった油の滲み出しによる半透明のハロー様リングが明瞭に観
察され、殆ど若しくは少量(≪25mg[油]/g[5%懸濁液])でしか吸収
・固定されていない。
(4) Oil absorption sample preparation:
In any of the slurry-like or paste-like sample and the powder-like sample, water is added to adjust the solid content concentration to 5% by weight to obtain a fluid suspension, which is used as a test sample.
Oil absorption test:
Take 20 g of the test suspension in a glass sample tube with a screw cap (internal volume: 50 mL), add 0.5 g of commercially available edible oil (oiled) using a Komagome pipette (for 1 mL), then cover Shake well the sample tube until the entire contents are emulsified. The obtained emulsified liquid is immediately taken into another clean Komagome pipette (for 1 mL), and 2 drops thereof are placed on one place on the qualitative filter paper (No. 2). When the nearly circular suspension generated by dripping is air-dried, the oil that could not be absorbed has oozed out into the filter paper around the circular thin flat trapezoidal mass made of the solid content of the suspension. The presence or absence of a translucent halo (ring) is confirmed by visual observation.
Judgment display:
○ ... Translucent halo (ring) due to oil oozing that could not be absorbed completely
It is hardly observed, and all or most of the oil is absorbed by the solid content in the suspension.
It is fixed.
× ... Translucent halo-like ring due to exudation of oil that could not be absorbed clearly
Observed and absorbed only in almost or small amounts (<< 25 mg [oil] / g [5% suspension])
・ It is not fixed.
(5)固体酸性
試料の調製:
粉末状の試料はそのままで、スラリー状の試料については、それを吸引ろ過して得られたウエットケーキを110℃で乾燥してから乳鉢で粉砕し粉末状となして、供試試料とする。
表面酸性度試験:
供試粉末試料0.1gを試験管(内径:15mm)にとり、150℃で2時間乾燥したのち、シクロヘキサン(脱水、試薬)2mLと0.05M濃度のn‐ブチルアミン(シクロヘキサン溶液)1mLを順次加えて振り混ぜる。酸・塩基指示薬であるメチルレッドのシクロヘキサン飽和溶液(0.1[w/v]%未満)を3滴加え、呈色が酸性色(ピンク色)か塩基性色(黄色)かを判別し、指示薬の共役酸の酸解離定数の逆数の対数値(pKa=+4.8)に相当する酸強度関数Hoで表わされる強度域[Ho≦+4.8]の酸点を、0.5meq/g以上有するか否かを判定する。
判定の表示:
○・・・試料1g当り0.5mモルのn−ブチルアミンで中和しても残存し、指示薬
メチルレッドを酸性色に呈色させる強度域[Ho≦+4.8]の酸を少なく
とも0.5meq/g以上有する。
×・・・試料1g当り0.5mモルのn−ブチルアミンで中和すると、指示薬メチル
レッドを酸性色に呈色させる酸は残存せず、強度域[Ho≦+4.8]の酸
を殆ど有しないか、有しても0.5meq/gより少ない酸量である。
(5) Solid acid sample preparation:
The powder sample is left as it is, and for the slurry sample, the wet cake obtained by suction filtration is dried at 110 ° C. and then pulverized in a mortar to form a test sample.
Surface acidity test:
Take 0.1 g of the test powder sample in a test tube (inner diameter: 15 mm), dry at 150 ° C. for 2 hours, and then add 2 mL of cyclohexane (dehydration, reagent) and 1 mL of 0.05M n-butylamine (cyclohexane solution) sequentially. And shake. Add 3 drops of methyl red saturated solution (less than 0.1 [w / v]%) of acid / base indicator to determine whether the color is acidic (pink) or basic (yellow), The acid point of the intensity range [Ho ≦ + 4.8] represented by the acid strength function Ho corresponding to the logarithm of the reciprocal of the acid dissociation constant of the conjugate acid of the indicator (pKa = + 4.8) is 0.5 meq / g or more. It is determined whether or not it has.
Judgment display:
○ ... Remains even after neutralization with 0.5 mmol of n-butylamine per gram of sample.
Less acid in the intensity range [Ho ≦ + 4.8] that causes methyl red to become acidic
Both have 0.5 meq / g or more.
× ... When neutralized with 0.5 mmol of n-butylamine per gram of sample, the indicator methyl
Acid that causes red to have an acidic color does not remain, and an acid in the intensity range [Ho ≦ + 4.8]
The acid amount is less than 0.5 meq / g.
(6)メチレンブルー吸着
試料の調製:
粉末状の試料はそのままで、スラリー状の試料については、それを吸引ろ過して得られたウエットケーキを110℃で乾燥してから乳鉢で粉砕し粉末状となして、供試試料とする。
メチレンブルー吸着試験:
供試粉末0.1g(乾燥物換算)をネジ蓋付のポリプロピレン製遠沈管(内容積:15mL)に採り、水(イオン交換水)5mLと0.01M濃度のメチレンブルー水溶液1mLを順次加えてよく振り混ぜて吸着させたのち、遠心分離機にかけて固液分離する。上澄液約2mLを駒込ピペットで静かに吸いとり試験管に移し入れて、メチレンブルー水溶液の青色乃至淡青色の着色が有るか無いかを判別し、0.1mmol/g以上のメチレンブルー吸着能を有するか否かの判定をする。
判定の表示:
○・・・試料1g当り0.1mモルのメチレンブルーを吸着させると、その全量が試
料に吸着されて溶液部は殆ど無色透明となり、少なくとも0.1mmol/
g以上のメチレンブルー吸着能を有する。
×・・・試料1g当り0.1mモルのメチレンブルーを吸着させると、その全量は吸
着されず、溶液部は残存するメチレンブルーで青色乃至淡青色を呈し、メチ
レンブルー吸着能を殆ど有しないか、有しても0.1mmol/gより小さ
い吸着能である。
(6) Methylene blue adsorption Sample preparation:
The powder sample is left as it is, and for the slurry sample, the wet cake obtained by suction filtration is dried at 110 ° C. and then pulverized in a mortar to form a test sample.
Methylene blue adsorption test:
Take 0.1 g of the test powder (dry matter equivalent) in a polypropylene centrifuge tube with a screw cap (internal volume: 15 mL), and add 5 mL of water (ion-exchanged water) and 1 mL of 0.01 M methylene blue aqueous solution sequentially. Shake and adsorb, then centrifuge to separate solid and liquid. About 2 mL of the supernatant is gently sucked with a Komagome pipette and transferred to a test tube to determine whether the methylene blue aqueous solution is colored blue to light blue, and has a methylene blue adsorption capacity of 0.1 mmol / g or more. Judge whether or not.
Judgment display:
○ When 0.1 mmol of methylene blue is adsorbed per 1 g of sample, the total amount is tested.
Adsorbed by the material, the solution part becomes almost colorless and transparent, at least 0.1 mmol /
It has a methylene blue adsorption capacity of g or more.
X: When 0.1 mmol of methylene blue is adsorbed per 1 g of sample, the total amount is absorbed.
The solution part is blue or light blue with the remaining methylene blue.
Has little or no renblue adsorptive capacity or less than 0.1 mmol / g
Adsorption capacity.
(実施例1)
天然のスメクタイト系粘土として、新潟県新発田市A地区産のサブベントナイトを常法によって炭酸ナトリウム処理により賦活し、乾燥・粉砕して製した活性ベントナイト(以下、単にベントナイトと言う。)を原料に用いた。
<第一段反応>
原料のベントナイト粉末(付着水分:6.8%,乾燥物基準 ⇒ Smectite:70%,opalSiO2:30%)215g(Smectite:140g,opalSiO2:60g)を水約1kgを張ったステンレス鋼製タンク(内容積:11L)に加え入れ、攪拌下、第一段反応原料として市販の工業用水酸化マグネシウム粉末(付着水分:1.6%,乾燥物基準 ⇒ MgO:67%)273g(MgO:180g)を加えて混合スラリーとなし、攪拌しながら加熱昇温して、95℃で8時間、反応を継続(途中、反応の進行や加熱による水の蒸散によってスラリーの粘度が上昇し攪拌に支障が生じたので、適当量の足し水を2度おこなった。)した。この時、XRD測定により、結晶性のオパール様シリカは殆ど消失し、未反応の水酸化マグネシウムの大量の存在が確認された。
<第二段反応>
つぎに、大過剰(理論反応量の6倍)加えられて残存する未反応の水酸化マグネシウム(MgO換算:150g)のタルクへの転換反応(第二段反応)の原料として市販のホワイトカーボン(付着水分:6.7%,乾燥物基準 ⇒ SiO2:95%)338g(SiO2:300g=理論反応量)を加え、第一段反応と同様に、95℃で10時間、反応を継続し終了した。
得られたスラリー(固形分濃度:11.9%,pH:8.7)についての各種試験結果を表1に記載する。
Example 1
As a natural smectite clay, activated bentonite (hereinafter simply referred to as bentonite) produced by activating sub-bentonite from the A district of Shibata City, Niigata Prefecture by sodium carbonate treatment by a conventional method, drying and grinding, is used as a raw material. It was.
<First stage reaction>
Stainless steel tank filled with about 1 kg of 215 g (Smectite: 140 g, opalSiO 2 : 60 g) of raw material bentonite powder (adhesion moisture: 6.8%, dry matter standard ⇒ Smectite: 70%, opalSiO 2 : 30%) (Internal volume: 11 L) In addition, with stirring, commercially available magnesium hydroxide powder as a first stage reaction raw material (adhesion moisture: 1.6%, dry matter basis ⇒ MgO: 67%) 273 g (MgO: 180 g) The mixture is made into a mixed slurry, heated with stirring and heated to 95 ° C for 8 hours, and the reaction is continued for 8 hours. Therefore, an appropriate amount of additional water was added twice.). At this time, the crystal opal-like silica almost disappeared by XRD measurement, and a large amount of unreacted magnesium hydroxide was confirmed.
<Second stage reaction>
Next, commercially available white carbon (as a raw material for the conversion reaction (second stage reaction) of unreacted magnesium hydroxide (MgO conversion: 150 g) remaining after being added in large excess (six times the theoretical reaction amount) to talc ( Moisture adhering: 6.7%, dry matter standard ⇒ SiO 2 : 95%) 338 g (SiO 2 : 300 g = theoretical reaction amount) was added, and the reaction was continued at 95 ° C. for 10 hours in the same manner as the first stage reaction. finished.
Various test results on the obtained slurry (solid content concentration: 11.9%, pH: 8.7) are shown in Table 1.
(実施例2)
天然のスメクタイト系粘土として、新潟県新発田市B地区産の粘土を常法により乾燥・粉砕して製した酸性白土を原料に用いた。
原料の酸性白土粉末(付着水分:9.9%,乾燥物基準⇒Smectite:70%,opalSiO2:30%)222g(Smectite:140g,opalSiO2:60g)を水約1kgを張ったステンレス鋼製タンク(内容積:11L)に加え入れ、攪拌下、第一段反応原料として市販の工業用水酸化マグネシウム粉末(付着水分:2.2%,乾燥物基準 ⇒ MgO:67%)69g(MgO:45g)を加えて混合スラリーとなし、攪拌しながら加熱昇温して、95℃で12時間、反応を継続(途中、反応の進行や加熱による水の蒸散によってスラリーの粘度が上昇し攪拌に支障が生じたので、適当量の足し水を3度おこなった。)した。この時、XRD測定により、結晶性のオパール様シリカは略90%消失し、未反応の水酸化マグネシウムの存在が僅かに認められた。つぎに、過剰(理論反応量の1.5倍)加えられて残存する未反応の水酸化マグネシウム(MgO換算:15g=理論残存量)のタルクへの転換反応(第二段反応)の原料として市販のホワイトカーボン(付着水分:6.9%,乾燥物基準⇒SiO2:95%)34g(SiO2:30g=理論反応量)を加え、第一段反応と同様に、95℃で10時間、反応を継続し終了した。
得られたスラリー(固形分濃度:24.3%,pH:7.9)についての各種試験結果を表1に記載する。
(Example 2)
As a natural smectite clay, acid clay was used as a raw material, which was made by drying and pulverizing clay from Shibata City B, Niigata Prefecture.
Made of stainless steel with about 1 kg of water of 222 g (Smectite: 140 g, opalSiO 2 : 60 g) of the raw acid clay powder (adhesion moisture: 9.9%, dry matter standard ⇒ Smectite: 70%, opalSiO 2 : 30%) In addition to the tank (internal volume: 11 L), under stirring, commercially available magnesium hydroxide powder as the first stage reaction raw material (adhesion moisture: 2.2%, dry matter basis ⇒ MgO: 67%) 69 g (MgO: 45 g ) Is added to form a mixed slurry, and the temperature is raised while stirring, and the reaction is continued at 95 ° C. for 12 hours (during the reaction, the viscosity of the slurry increases due to the progress of the reaction or evaporation of water due to heating, which hinders stirring) Since it occurred, an appropriate amount of water was added three times.) At this time, the crystal opal-like silica disappeared by about 90% by XRD measurement, and the presence of unreacted magnesium hydroxide was slightly observed. Next, as a raw material for the conversion reaction (second stage reaction) of unreacted magnesium hydroxide (MgO conversion: 15 g = theoretical residual amount) remaining after being added in excess (1.5 times the theoretical reaction amount) to talc commercially available white carbon (water attached: 6.9%, dry basis ⇒SiO 2: 95%) 34g ( SiO 2: 30g = theoretical reaction volume) was added, as in the first stage reaction, 10 hours at 95 ° C. The reaction was continued and finished.
Various test results for the obtained slurry (solid content concentration: 24.3%, pH: 7.9) are shown in Table 1.
(参考例1〜3)
(実施例1)及び(実施例2)のそれぞれの第一段反応の原料であるベントナイト(参考例1)及び酸性白土(参考例2)並びに第二段反応の共通の原料であるホワイトカーボン(参考例3)の粉末についての各種試験結果を表1に記載する。
(Reference Examples 1-3)
Bentonite (Reference Example 1) and acid clay (Reference Example 2), which are raw materials for the first stage reaction of each of (Example 1) and (Example 2), and white carbon which is a common raw material for the second stage reaction (Reference Example 1) Various test results for the powder of Reference Example 3) are shown in Table 1.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012091100A JP5587938B2 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Composite clay composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012091100A JP5587938B2 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Composite clay composition |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006021658A Division JP5162098B2 (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Method for producing composite clay composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012140327A JP2012140327A (en) | 2012-07-26 |
| JP5587938B2 true JP5587938B2 (en) | 2014-09-10 |
Family
ID=46677018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012091100A Expired - Lifetime JP5587938B2 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Composite clay composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5587938B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115854B2 (en) * | 1986-06-13 | 1995-12-13 | 水沢化学工業株式会社 | Semi-synthetic mineral and its manufacturing method |
| JP2000319690A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-21 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Inorganic detergent composition |
| JP4401111B2 (en) * | 2003-06-16 | 2010-01-20 | 水澤化学工業株式会社 | Silica / magnesia preparation for iron removal and production method thereof |
-
2012
- 2012-04-12 JP JP2012091100A patent/JP5587938B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012140327A (en) | 2012-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101880608B (en) | Natural solid cleaning agent | |
| Ayele et al. | Synthesis of zeolite A using kaolin from Ethiopia and its application in detergents | |
| JPS6110020A (en) | Synthetic lamellar magnesium phyllosilicate and its preparation | |
| JP5987128B1 (en) | Agent for reducing acid value of used edible oil and method for reprocessing used edible oil using the same | |
| CN105377760B (en) | Preparation method and application of Group 4 metal silicate | |
| CN101795970A (en) | Silicon-containing crystalline material with graded porosity | |
| JPH11500352A (en) | Adsorbent for oil and / or fat processing | |
| Ouyang et al. | Structure and antibacterial activity of Ce3+ exchanged montmorillonites | |
| US12338129B2 (en) | Synthesis of hectorite-type mineral | |
| JP5162098B2 (en) | Method for producing composite clay composition | |
| JPH1087315A (en) | Layered silicic acid and its production method, layered silicate | |
| ES2304890B1 (en) | PROCEDURE FOR OBTAINING TITANOSILICATE SPHERES. | |
| CN101486467A (en) | Light and white diatomite material | |
| JP5587938B2 (en) | Composite clay composition | |
| TW394750B (en) | Magnesiosilicates | |
| Mamaghani et al. | Identification of phase transformation during conversion of Ca-bentonite into a low silica-based zeolite structure through fusion and hydrothermal processes | |
| JPH0579602B2 (en) | ||
| JP5508091B2 (en) | Bentonite particles | |
| Zhang et al. | Differential dissolution of interlayer, octahedral and tetrahedral cations of vermiculite in oxalic acid | |
| Ma et al. | Hydrothermal synthesis of mesoporous magadiite plates via heterogeneous nucleation | |
| JP5196096B2 (en) | Washing soap | |
| Kimura et al. | Silica-based mesoporous materials derived from Ti containing layered polysilicate kanemite | |
| JPS62297209A (en) | Semisynthetic mineral and production thereof | |
| US6187056B1 (en) | Method of removing grease and oil from dry clothing using powder containing clay and talc | |
| MURAKAMI et al. | Ion-exchange and structural properties of magadiite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130924 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140708 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140724 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5587938 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |