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スメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P120008229
整理番号 N12032
掲載日 2012年11月12日
出願番号 特願2012-166319
公開番号 特開2014-024711
登録番号 特許第6029052号
出願日 平成24年7月26日(2012.7.26)
公開日 平成26年2月6日(2014.2.6)
登録日 平成28年10月28日(2016.10.28)
発明者
  • 岡田 友彦
  • 吉戸 志帆
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 スメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 金属の吸着作用等のスメクタイト自体の作用を十分に備え、分離回収操作といった取扱い性を向上させたスメクタイト被覆シリカ粒子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 シリカ粒子の水懸濁液と、スメクタイトを構成する元素を供給する化合物と、アルカリとの混合物を撹拌する工程と、撹拌後の混合物を密閉容器に収容し、加熱してシリカ粒子の表面にスメクタイトを生成させる生成工程と、生成工程を経た混合物から固体生成物を分離回収し、分離回収した固体生成物を乾燥させて、シリカ粒子の表面にスメクタイトを析出したコアシェル粒子を得る回収工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要



スメクタイトはイオン交換性、膨潤性、熱的化学的安定性などの特徴を有することから、千の用途を持つ素材といわれるほど広く用いられているナノシート状ケイ酸塩である。主な利用分野は、土木、食品、化粧品、自動車業界である。スメクタイトは豊富な鉱物資源であるが、合成することも可能であり、付加価値の高い材料への応用について検討されている。その一つとして、金属陽イオンの吸着剤としての利用があげられる。これはスメクタイトに含まれるLiあるいはNaイオンが、他の金属陽イオンと交換可能な性質を利用したものである。金属イオンの吸着選択性の序列は、イオンの価数が大きくかつイオン半径が大きいものほど高いことが知られているので、スメクタイトは重金属イオン等の有害元素の濃縮に有用である。また、スメクタイトに含まれる交換性の陽イオンを、有機陽イオンと置き換えることも可能であり、これにより得られる化合物を非イオン性有機分子の吸着剤や薬剤徐放剤などとして応用することもできる。このように多様な応用可能性をもつスメクタイトであるが、合成で得られる粒子サイズは極めて小さく、ハンドリング性に乏しい。さらにスメクタイト自身の機能性を高めるため、粒子形状を均一に制御する技術が望まれている。





スメクタイトを合成する方法については、従来から、種々提案されている(非特許文献1)。非特許文献2には工業的に量産する方法の一つとして、100℃、常圧で合成する方法が記載されている。また、特許文献1には、シリコンアルコキシドの水溶液からコロイダルシリカを生成し、コロイダルシリカにマグネシウム塩とpH調整の尿素を混合して、スメクタイトを合成する方法が記載されており、特許文献2には、マグネシウム分とケイ素分とを塩基性条件下で沈殿処理し、水熱条件、加圧下で処理することによりスメクタイト構造を形成して結晶化させる方法が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、スメクタイトにより表面を被覆したスメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シリカ粒子の水懸濁液と、スメクタイトを構成する元素を供給する化合物と、アルカリとの混合物を撹拌する工程と、
撹拌後の混合物を密閉容器に収容し、加熱してシリカ粒子の表面にスメクタイトを生成させる生成工程と、
生成工程を経た混合物から固体生成物を分離回収し、分離回収した固体生成物を乾燥させて、シリカ粒子の表面にスメクタイトが析出したコアシェル粒子を得る回収工程とを備えることを特徴とするスメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法。

【請求項2】
前記シリカ粒子として、直径0.1μm~2μmの球状シリカ粒子を使用することを特徴とする請求項1記載のスメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法。

【請求項3】
スメクタイトを構成する元素を供給する化合物の仕込み量を、均質なスメクタイトを合成する際の合成条件における、Siに対する他の構成元素の組成比に対し、他の構成元素の組成比を小さく設定することを特徴とする請求項1または2記載のスメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法。

【請求項4】
スメクタイトを構成する元素を供給する化合物の仕込み量におけるSiに対する他の構成元素の組成比を、
均質なスメクタイトを合成する際の合成条件における、Siに対する他の構成元素の組成比の10~20%に抑えた比率に設定することを特徴とする請求項3記載のスメクタイト被覆シリカ粒子の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012166319thum.jpg
出願権利状態 登録
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