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ABW型ゼオライトの製造方法 UPDATE

国内特許コード P180014945
掲載日 2018年5月1日
出願番号 特願2012-111219
公開番号 特開2013-237585
登録番号 特許第6028190号
出願日 平成24年5月15日(2012.5.15)
公開日 平成25年11月28日(2013.11.28)
登録日 平成28年10月28日(2016.10.28)
発明者
  • 松本 泰治
  • 松本 健一
  • 水野 清
  • 上原 元樹
  • 後藤 義昭
出願人
  • 栃木県
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 ABW型ゼオライトの製造方法 UPDATE
発明の概要 【課題】 アスペクト比が5以下と小さく、その形態が流動性に優れた角柱形または紡錘形を有するABW型ゼオライト、それを用いたそれを用いたアルカリシリカ反応抑制材、およびそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】 ABW型ゼオライトであって、リチウム以外の陽イオン含有率が1質量%以下であり、かつアスペクト比が5以下の結晶粒子からなる。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要


ゼオライトは、結晶性アルミノケイ酸塩であり、その組成式は、(M1/n 2 O・Al2 3 ・xSiO2 ・yH2 Oで表される。ここで、Mは陽イオン、nは陽イオンの価数、x≧2,y≧0である。ゼオライトは結晶構造による分類がなされており、ABW型ゼオライトは、3.8×3.4オングストロームの酸素8員環から構成される3次元細孔構造を有し、国際ゼオライト学会において、ABWという構造コードで命名されている(非特許文献1参照)。ABW型ゼオライトは、様々な組成のものが合成されているが(非特許文献1参照)、最も典型的なものは、Li2 O・Al2 3 ・2SiO2 ・2H2 O組成のリチウムアルミノシリケートである。



一方、アルカリシリカ反応(ASR)は、コンクリート中の骨材の特定の鉱物とアルカリ性細孔溶液との間の化学反応によって、局所的に容積膨張が生じ、コンクリートにひび割れを生じさせるとともに、強度低下あるいは弾性の低下という物性の変化が生じる現象であり、道路・橋梁・トンネル・ビル等のコンクリート構造物の強度の低下をもたらすことから社会的な問題となっている。



この対策としてリチウム型ゼオライトがアルカリシリカ反応抑制に有効なことが報告されている(非特許文献2参照)。かかるリチウム型ゼオライトとしてはこれまでに、ABW型ゼオライトやEDI型ゼオライトなどの合成が報告されているが、これらを製造するための原料としてアルミナゾルとシリカゾルの混合ゾル(非特許文献3参照)、天然の粘土鉱物であるカオリナイトを焼成し活性化したメタカオリン(特許文献1,非特許文献4,5,6参照)あるいは天然の粘土鉱物であるアロフェン(特許文献2参照)などが用いられている。これらの製造方法から得られたABW型ゼオライトは、いずれもアスペクト比が大きく、針状あるいは棒状の結晶形態をもっているので、セメントと混合したペースト材にすると流動性が低く、ひび割れ注入材として実用に供するには不適であった。



従来のABW型ゼオライトは、メタカオリンなどのシリカ及びアルミナ、又はそれぞれ単独の成分を含む原料から製造されており、ゼオライト原料として汎用されている水ガラスなどナトリウムやカリウムのアルカリ成分を含む原料はほとんど用いられていない。



ナトリウムを含む系からの合成の報告は、メタカオリンに水酸化リチウムと水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム溶液を加え加熱する方法が報告されている(非特許文献4参照)。しかしながら、得られるABW型ゼオライトは、針状結晶の凝集体であり、流動性に劣る形態であり、また、ナトリウムの含有量の記載がない。



また、ナトリウム型ゼオライトA10gに塩化リチウム10gを150mlの水に溶解した水溶液を加え、200℃で93時間反応するABW型ゼオライトの合成方法が報告されている(非特許文献7参照)。この方法で得られたABW型ゼオライトの組成はLi1.02Na0.004 AlSiO4 :1.1H2 Oであり、原料のナトリウムがほとんど生成物に含まれないが、形態は針状であると報告されている。しかしながら、200℃で93時間の反応は実用的ではない。また、原料に塩化物を用いており、生成物に塩化物を含有する可能性がある。塩化物はコンクリート構造物の鉄筋の錆発生を促進することから、ひび割れ注入材としては不適である。

産業上の利用分野


本発明は、ABW型ゼオライトの製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
リチウム以外の陽イオンを含むゼオライトはXを出発原料として、リチウム以外の陽イオン含有率が1質量%以下であり、かつアスペクト比が5以下の結晶粒子からなるABW型ゼオライトの製造方法であって、(M1/n 2 O・Al2 3 ・xSiO2 ・yH2 O組成(nはMの価数)のゼオライトXのうち、Mにリチウム以外の陽イオンを含み、かつ2<x≦3であるゼオライトXに、水酸化リチウム溶液を加え、200℃以下の温度で加熱することを特徴とするABW型ゼオライトの製造方法。

【請求項2】
請求項1記載のABW型ゼオライトの製造方法であって、モルタルを加え、コンクリートのひび割れに注入可能にしたことを特徴とするABW型ゼオライトの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012111219thum.jpg
出願権利状態 登録


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