(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を、
−ケイ素を含む少なくとも１つの化合物と、
−少なくとも１つの金属元素を含む少なくとも１つの化合物と
の共沈反応により調製する、合成鉱物粒子を含む組成物の調製方法であって、
前記共沈反応が、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’
（式中、
−Ｍ’は、ＮａおよびＫからなる群から選択される金属を示し、
−Ｒ２は、Ｈおよび５個未満の炭素原子を含むアルキル基から選択される）
の少なくとも１つのカルボン酸塩の存在下で行われることを特徴とする、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの金属元素を含む前記化合物が、式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２
（式中、
−Ｒ１は、Ｈおよび５個未満の炭素原子を含むアルキル基から選択され、
−Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１つの二価金属を示し、ここで、各ｙ（ｉ）は、
0005944499.tif 000005
となるような範囲［０，１］の実数を表す）
のジカルボン酸塩であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成鉱物粒子を得るために、前記ハイドロゲルを、次に、熱水処理に供することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ハイドロゲル前駆体の共沈媒体を直接熱水処理に供することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
基Ｒ１およびＲ２が、ＣＨ３−、ＣＨ３−ＣＨ２−およびＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ２−からなる群から選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
基Ｒ１およびＲ２が同一であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
ケイ素を含む化合物としてメタケイ酸ナトリウムを用いることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記合成鉱物粒子が、ケイ酸塩鉱物粒子であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記合成鉱物粒子が、フィロケイ酸塩鉱物粒子であることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記合成鉱物粒子の前記ハイドロゲル前駆体が、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏ
（式中、
−ｘは、範囲［０，１］の実数であり、
−ｎ’は、前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルに結合する水分子の数である）
のケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルであることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）が、ケイ素に対して、０．１〜９のモル比Ｒ２−ＣＯＯＭ’／Ｓｉを示すように存在することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱水処理を１５０℃〜４００℃の温度で行うことを特徴とする、請求項３ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱水処理を５バール〜２００バールの圧力で行うことを特徴とする、請求項３ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
合成鉱物粒子を含む組成物であって、該組成物が、Ｘ線回折において、以下の特徴回折線：
−９．４０Å〜９．９０Åの距離に位置する（００１）面、
−４．６０Å〜４．８０Åの距離に位置する（００２）面、
−３．１０Å〜３．２０Åの距離に位置する（００３）面、
−１．５１Å〜１．５３Åの距離に位置する（０６０）面
を示し、
（００２）面の特徴回折線の強度は、４．４０Å〜４．６０Åの距離に位置する（０２０）面に対応する信号強度より高く、（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度の比は、０．６０〜１．５０であることを特徴とする組成物。
【請求項１５】
前記合成鉱物粒子が、２：１型フィロケイ酸塩の、化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
（式中：
−ｘは範囲［０，１］の実数であり、
−Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１つの二価金属を示し、ここで、各ｙ（ｉ）は、
0005944499.tif 000006
となるような範囲［０，１］の実数を表す）
の基本シートの積層で形成される少なくとも１つの非膨潤相を呈するフィロケイ酸塩鉱物粒子であることを特徴とする、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
近赤外線において、シート辺縁に結合した水の存在に対応する、５０００ｃｍ−１〜５５００ｃｍ−１に位置する振動バンドを示すことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成鉱物粒子を含む組成物の調製方法、および、合成鉱物粒子を含む組成物に関する。
【０００２】
本明細書において、「鉱物粒子」は、炭素を、含む場合は、炭酸塩またはシアン化物の形態でしか含まない、すべての無機粒子を意味する。
【０００３】
本明細書において、「熱水処理」は、オートクレーブなどの閉鎖容器内で、水の存在下、所定の温度および大気圧を超える圧力で行われるすべての処理を意味する。
【背景技術】
【０００４】
ホウ酸塩またはケイ酸塩などの多数の鉱物が様々な産業分野で用いられている。タルクなどのフィロケイ酸塩鉱物粒子は、例えば、微粒子の形態で、熱可塑性物質、エラストマー、紙、塗料、ニス、繊維、冶金、医薬品、化粧品、植物病害防除製品さらには肥料など、多数の産業部門で用いられており、これらにおいて、タルクなどのフィロケイ酸塩は、不活性添加剤（これらの化学的安定性のため、さらには、高価な活性化合物の希釈のため）または機能的添加剤（例えば一部の材料の機械的特性を強化するため）として組成物中に組み込まれて用いられている。
【０００５】
式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２のケイ酸マグネシウム水和物である天然タルクは、フィロケイ酸塩族に属する。フィロケイ酸塩は、結晶構造を有する基本シートの不規則な積層から構成され、基本シートの数は数単位から数十単位まで様々である。フィロケイ酸塩（層状ケイ酸塩）のうち、特にタルク、雲母およびモンモリロナイトを含む群は、各基本シートが１層の八面体層とその両側に位置する２層の四面体層の組み合わせで構成されることを特徴とする。この群は２：１型フィロケイ酸塩に該当し、これは特にスメクタイトを包含する。２：１型フィロケイ酸塩はまた、その構造からＴ．Ｏ．Ｔ．（四面体−八面体−四面体）型とも呼ばれる。
【０００６】
２：１型フィロケイ酸塩の八面体層はＯ２−およびＯＨ−イオン（Ｏ２−／ＯＨ−のモル割合は２：１）の２つの平面で形成されている。この中央層の両側に、四面体の二次元格子が配置され、四面体の頂点の１つは八面体層の１個の酸素が占める一方、他の３つの頂点は、ほぼ同一平面上にある酸素で占められる。
【０００７】
タルクについては、これらの用途の多くに関し、高い純度、粒子の細かさおよび良好な結晶特性が求められており、その理由は、これらの特性が最終製品の品質を決定づけるものだからである。
【０００８】
しかしながら、天然タルクのブロックからの、タルクの破砕および処理による粉末組成物の調製では、得られるタルクの純度、層状特性、および粒子サイズを制御することができない。さらに、天然タルクの破砕は、タルクの非晶質化、または少なくともその結晶化度の大幅な低下を、修復不可能な程にもたらす。
【０００９】
この状況において、ＷＯ２００８／００９７９９は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの液体状態での３００℃〜６００℃の温度での熱水処理による、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２のケイ素／ゲルマニウム−金属合成鉱物を少なくとも含むタルク組成物の調製方法を提案している。ＷＯ２００８／００９７９９によるかかるタルク組成物は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２のケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含んでおり、この粒子は天然タルクとの構造的類似性を示し、Ｘ線回折において、タルクに特徴的な特定の回折線、すなわち、（００１）面、（０２０）面、（００３）面および（０６０）面に対応する線を示す。
【００１０】
このように、ＷＯ２００８／００９７９９による方法は、純度を制御し得る、タルクに近い合成鉱物の調製を可能にするが、効率、採算性および得られる合成鉱物粒子の構造的品質に関する高度な産業上の要求に適合することは依然として困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ２００８／００９７９９
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｒｏｓｓ  Ｍ．、Ｓｍｉｔｈ  Ｗ．Ｌ．およびＡｓｈｔｏｎ  Ｗ．Ｈ．、１９６８、「Ｔｒｉｃｌｉｎｉｃ  ｔａｌｃ  ａｎｄ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ａｍｐｈｉｂｏｌｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｇｏｕｖｅｒｎｅｕｒ  ｍｉｎｉｎｇ  ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ」、５３巻、７５１〜７６９頁
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、合成鉱物粒子を含む組成物の改善された調製方法を提案することを目的とする。
【００１４】
本発明はまた、合成ケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物の改善された調製方法を提案することを目的とする。
【００１５】
本発明は、少なくとも１つの非膨潤相を呈する、合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物の改善された調製方法を提案することを目的とする。
【００１６】
本発明は、改善された構造特性を示す合成鉱物粒子、特に合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物の調製方法を提案することを目的とする。
【００１７】
本発明は、合成鉱物粒子を含む組成物の調製方法であって、調製期間が、従来技術に記載のかかる組成物の調製方法において必要な調製期間に比して顕著に短縮された調製方法を提案することを目的とする。
【００１８】
本発明はまた、タルク組成物の調製方法であって、ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの熱水処理を低い温度で、および／または、短い期間行い、改善された特性を示すフィロケイ酸塩粒子を含むタルク組成物を得ることを可能にする調製方法を提案することを目的とする。
【００１９】
本発明は、実施が簡易かつ迅速であり、産業利用における制約に適合した、かかる方法を提案することを目的とする。
【００２０】
本発明は、積層性を有し、粒度が微細で、粒度分布の分散が小さく、改善された、熱的に安定な結晶構造を有する合成鉱物粒子を含む、高純度の合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物の調製方法を提案することを目的とする。
【００２１】
本発明はまた、改善された特性、特に構造特性を示す合成鉱物粒子を含む組成物を提案することを目的とする。
【００２２】
本発明はまた、様々な用途において、天然タルク組成物の代わりに用いることのできる合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物を提案することを目的とする。
【００２３】
このために、本発明は、合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を、
−ケイ素を含む少なくとも１つの化合物と、
−少なくとも１つの金属元素を含む少なくとも１つの化合物と
の共沈反応により調製する、前記合成鉱物粒子を含む組成物の調製方法であって、
前記共沈反応が、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’（式中、
−Ｍ’はＮａおよびＫからなる群から選択される金属を示し、
−Ｒ２は、Ｈおよび５個未満の炭素原子を含むアルキル基から選択される）
の少なくとも１つのカルボン酸塩の存在下で行われることを特徴とする、方法に関する。
【００２４】
実際、本発明者らは驚くべきことに、上記で定義したとおりの、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’の少なくとも１つのカルボン酸塩の存在下で合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製する本発明の方法により、改善された特性を示す合成鉱物粒子が得られることを確認した。特に、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩をハイドロゲル前駆体の調製媒体に単純に添加することで、改善された特性、特に結晶化度に関して改善された特性を示す合成鉱物粒子を含む組成物を調製することができる本発明により得られた極めて驚くべき結果に対して、何ら明確な説明を与えることはできない。とりわけ、本発明による方法は、このように、天然タルクに極めて近い、特に従来技術のタルク組成物よりも天然タルクに近い構造特性を示す合成鉱物粒子を含む組成物の調製を可能にする。
【００２５】
本発明により、有利には、少なくとも１つの金属元素を含む化合物として、前記合成鉱物粒子の前記ハイドロゲル前駆体の前記共沈反応で反応するのに適したあらゆる金属化合物を用いることができる。本発明により、有利には、少なくとも１つの金属元素を含む前記化合物は、式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２
（式中：
−Ｒ１はＨおよび５個未満の炭素原子を含むアルキル基から選択され、
−Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１つの二価金属を示し、ここで、各ｙ（ｉ）は、
0005944499.tif 000002
となるような範囲［０，１］の実数を表す）
のジカルボン酸塩である。
【００２６】
本発明により、有利には、前記ハイドロゲルは、前記合成鉱物粒子の取得を可能にすることに適したあらゆる処理、例えば、熱水処理に供される。
【００２７】
本発明により、有利には、前記合成鉱物粒子を得るために、前記ハイドロゲルを、次に、１５０℃〜４００℃の温度の熱水処理に供する。
【００２８】
とりわけ、ハイドロゲルの熱水処理が行われる温度は、１５０℃〜３７０℃、特に２００℃〜３５０℃である。
【００２９】
また、熱水処理の期間は、特に熱水処理が行われる温度に応じて、前記合成鉱物粒子の取得を可能にすることに適したものである。本発明により、有利には、前記ハイドロゲルを３０分〜３０日、とりわけ１時間〜１５日、例えば２時間〜２４時間の期間熱水処理に供する。
【００３０】
とりわけ、本発明により、有利には、前記ハイドロゲル前駆体の共沈媒体を直接熱水処理に供する。実際、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’の前記カルボン酸塩を含む前記ハイドロゲル前駆体の共沈媒体を熱水処理を実行するために保持することが可能であり、しかも、前記カルボン酸塩の存在により前記熱水処理を加速することができる。
【００３１】
このように、本発明による方法は、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’の少なくとも１つのカルボン酸塩の存在下で合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製し、続けて、すなわち前記ハイドロゲルの共沈媒体を変更することなしに、前記ハイドロゲル前駆体を熱水処理により合成鉱物粒子を含む組成物に変換することで、簡易な手法で合成鉱物粒子を含む組成物を調製することを可能にする。
【００３２】
基Ｒ１およびＲ２は、同一であっても異なっていてもよい。本発明により、有利には、基Ｒ１およびＲ２は、ＣＨ３−、ＣＨ３−ＣＨ２−およびＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ２−からなる群から選択される。とりわけ、本発明により、有利には、基Ｒ１およびＲ２は同一である。
【００３３】
本発明により、有利には、ケイ素を含む化合物として、前記合成鉱物粒子の前記ハイドロゲル前駆体の前記共沈反応で反応するのに適した、少なくとも１つのケイ素原子を含むあらゆる化合物を用いる。とりわけ、本発明により、有利には、ケイ素を含む前記化合物は、ケイ酸ナトリウムおよびシリカ（二酸化ケイ素）からなる群から選択される。本発明により、有利には、ケイ素を含む化合物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる。
【００３４】
本発明により、有利には、前記合成鉱物粒子の前記ハイドロゲル前駆体は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏ
（式中、
−ｘは範囲［０，１］の実数であり、
−ｎ’は前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルに結合する水分子の数に関する）
のケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルである。
【００３５】
本発明による方法の特に有利な実施形態において、前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルは式Ｓｉ４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏを有する。この場合、前記式Ｓｉ４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルは、ケイ素−金属ハイドロゲルである。
【００３６】
本発明により、有利には、前記合成鉱物粒子は、ケイ酸塩鉱物粒子、すなわち、構造が四面体［ＳｉＯ４］基を含むケイ酸塩族に属する粒子である。とりわけ、本発明により、有利には、前記合成鉱物粒子は、フィロケイ酸塩鉱物粒子、すなわち、例えば雲母やタルクを包含する層状ケイ酸塩族に属する粒子である。
【００３７】
本発明により、有利には、前記フィロケイ酸塩鉱物粒子は、化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２の２：１型フィロケイ酸塩の基本シートの積層で形成される少なくとも１つの非膨潤相を呈する。とりわけ、本発明による方法の特に有利な実施形態において、前記非膨潤層は、化学式Ｓｉ４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２、より特定すると化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（この場合、Ｍはマグネシウムを示す）の２：１型フィロケイ酸塩の基本シートの積層で形成されてもよい。
【００３８】
とりわけ、本発明による方法で調製された式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲル前駆体の熱水処理の後、Ｘ線回折において、９．４０Å〜９．９０Åの距離に位置する（００１）面の特徴回折線を少なくとも１つ示す合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物を得る。かかる回折線の存在は、天然タルクに極めて近い製品（ｐｒｏｄｕｉｔ）に特徴的である。また、かかる組成物は、Ｘ線回折において、１２．００Å〜１８．００Åの距離に位置する面の特徴回折線を示さない。この回折線は、通常、層間カチオン、および、場合によっては水分子が存在する層間空間を呈する膨潤相が残存していることを明らかにする。かかる膨潤相は式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク製品とは異なる。
【００３９】
また、本発明による方法により得られた合成フィロケイ酸塩鉱物粒子を含む組成物は、Ｘ線回折において、４．６０Å〜４．８０Åの距離に位置する（００２）面の特徴回折線を少なくとも１つ示す。
【００４０】
本発明により、有利には、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）は、ケイ素に対して、０．１〜９のモル比Ｒ２−ＣＯＯＭ’／Ｓｉを示すように存在する。
【００４１】
本発明により、有利には、ハイドロゲル前駆体の調製媒体中のカルボン酸塩（単数または複数）の濃度は、合成鉱物粒子を含む組成物を、短縮された期間の熱水処理の後に得ることを可能にするために適合させることができる。本発明により、有利には、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｏｌ／Ｌの式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）の濃度を示すように存在する。
【００４２】
本発明により、有利には、前記ハイドロゲル、特に前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの熱水処理をオートクレーブを用いて行う。これは、例えば、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）（Ｈａｙｎｅｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｋｏｋｏｍｏ、米国から市販）などのニッケルベースの合金で形成されたオートクレーブ、または、チタン製のオートクレーブ、もしくは場合によっては熱水処理の温度が２５０℃を超えない場合は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の内部ライナーを有する鋼製のオートクレーブであってもよい。かかるオートクレーブは、任意の容量、例えば、２００ｍＬ〜５０Ｌの容量を呈していてもよい。
【００４３】
本発明により、有利には、前記熱水処理を機械的撹拌下で行う。このために、例えば金属製の内部ローターを備えたオートクレーブを用いてもよい。
【００４４】
本発明により、有利には、前記熱水処理を０．５ＭＰａ（５バール）〜２０ＭＰａ（２００バール）の圧力で行う。本発明により、有利には、前記熱水処理を自生圧力下、すなわち、水の飽和蒸気圧（気相が液相と平衡状態となる圧力）に少なくとも等しい圧力で行う。熱水処理の過程でオートクレーブ内で達成される自生圧力は、したがって、特に、前記熱水処理を行う温度、オートクレーブの容量および存在する水量に依存する。熱水処理を、水の飽和蒸気圧または自生圧力より高い圧力で、熱水処理を行う容器内で行うこともできる。このために、熱水処理を行うオートクレーブまたは容器内に、熱水反応に対して化学的に中性のガスを注入する。かかるガスは、不活性ガス（希ガス）、特にアルゴン、二窒素（Ｎ２）、二酸化炭素および空気（圧縮空気）からなる群から選択される。
【００４５】
本発明により、有利には、オートクレーブ内に、前記ハイドロゲル、とりわけ前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルとともに、処理温度に達したこのオートクレーブ内部で飽和蒸気雰囲気をもたらすのに少なくとも十分な量の水（好ましくは蒸留水）を追加する。
【００４６】
本発明により、有利には、熱水処理を、２〜２０、特に５〜１５の液体／固体比（液体の量はｃｍ３で表示し、固体の量はグラムで表示し、乾燥ハイドロゲルのみの、すなわち、カルボン酸塩（単数または複数）を考慮しない量を示す）を有する液化されたハイドロゲル、とりわけケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルを用いて行う。場合によっては、必要に応じて、前記液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルに、この比を達成するのに適切な量の水を追加する。
【００４７】
本発明により、有利には、本発明に従うケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの熱水処理終了時に、少なくとも１つの非膨潤相を呈するフィロケイ酸塩鉱物粒子を含むコロイド溶液の形態にある組成物を得る。溶液状のこれらの合成鉱物粒子は、粒子が相互に１つ１つ分かれた、合成鉱物粒子の凝集体（単数または複数）が極めて少ないか、存在しない状態にある。
【００４８】
本発明により、有利には、熱水処理の後で、カルボン酸塩（単数または複数）の水溶液中に懸濁した合成鉱物粒子を含むコロイド組成物を回収する。前記コロイド組成物は、次いで、場合によっては前記カルボン酸塩（単数または複数）を少なくとも一部除去するような水による洗浄工程の後、乾燥工程に供してもよい。かかる洗浄工程は、前記コロイド組成物の洗浄／遠心分離を少なくとも１サイクル含む。
【００４９】
本発明の方法により得た、合成鉱物粒子を含む前記組成物は、任意の粉末乾燥技術により乾燥することができる。本発明により、有利には、前記熱水処理に引き続き、得られた前記合成鉱物粒子を凍結乾燥により乾燥する。乾燥はまた、乾燥機を用いて、例えば、６０℃〜１３０℃の温度で１時間〜４８時間の間、マイクロ波照射下で、または噴霧化によって行ってもよい。
【００５０】
さらに、熱水処理の後に得られた合成鉱物粒子を含む組成物を、空気中、３５０℃を超え、かつ、合成鉱物粒子の分解温度未満の温度での無水熱処理に供することができる。本発明により、有利には、熱水処理の後に得られた合成鉱物粒子を含む組成物を、３５０℃〜８５０℃、とりわけ４００℃〜７５０℃、とりわけ４５０℃〜６００℃の温度で、例えば、３０分〜２４時間の期間、無水熱処理に供する。本発明により、有利には、前記熱水処理の後、前記合成鉱物粒子を含む組成物を無水熱処理に供する。かかる熱処理または「焼鈍」は、得られた粒子の結晶化度をさらに上昇させることを可能にする。
【００５１】
本発明はまた、合成鉱物粒子を含む組成物であって、Ｘ線回折において、以下の特徴回折線：
−９．４０Å〜９．９０Åの距離に位置する（００１）面、
−４．６０Å〜４．８０Åの距離に位置する（００２）面、
−３．１０Å〜３．２０Åの距離に位置する（００３）面、
−１．５１Å〜１．５３Åの距離に位置する（０６０）面
を示し、
（００２）面の特徴回折線の強度は、４．４０Å〜４．６０Åの距離に位置する（０２０）面に対応する信号強度より高く、（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度の比は、０．６０〜１．５０であることを特徴とする、組成物に関する。
【００５２】
かかる組成物は、本発明の方法により調製される。実際、とりわけ、長い期間および／もしくは十分に高い温度で行われる熱水処理の場合、ならびに／または、無水熱処理の結果として、かかる組成物が、Ｘ線回折において、強度が、４．４０Å〜４．６０Åの距離に位置する（０２０）面の代表回折線の強度よりも、（０２０）面の代表回折線が（００２）面の特徴回折線によって隠れ得るほど高い、４．６０Å〜４．８０Åの距離に位置する（００２）面の特徴回折線を示すことが可能である。
【００５３】
本発明により、有利には、前記合成鉱物粒子は、２：１型フィロケイ酸塩の、化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
（式中、
−ｘは範囲［０，１］の実数であり、
−Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有する少なくとも１つの二価金属を示し、ここで、各ｙ（ｉ）は、
0005944499.tif 000003
となるような範囲［０，１］の実数を表す）
の基本シートの積層で形成される少なくとも１つの非膨潤相を呈するフィロケイ酸塩鉱物粒子である。
【００５４】
とりわけ、前記組成物は、Ｘ線回折において、通常、膨潤相が多少なりとも多く残存していることを明らかにする、１２．００Å〜１８．００Åの距離に位置する面の特徴回折線を示さない。
【００５５】
また、本発明による組成物の近赤外線スペクトルは、天然タルクの振動バンドに特徴的な線を示す。本発明により、有利には、本発明による組成物は、近赤外線において、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１に振動バンドを示す。
【００５６】
さらに、本発明による合成鉱物粒子を含む組成物の近赤外線スペクトルは、本発明による合成タルク組成物に特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水分子の存在を明らかにする、５０００ｃｍ−１〜５５００ｃｍ−１に位置する振動バンドを示す。したがって、本発明により、有利には、本発明による合成タルク組成物は、近赤外線において、シート辺縁に結合した水の存在に対応する、５０００ｃｍ−１〜５５００ｃｍ−１、とりわけ５２００ｃｍ−１〜５２８０ｃｍ−１に位置する振動バンドを示す。高い強度を示すかかる振動バンドの存在は、本発明による合成タルクと天然タルクの赤外線における他の振動バンドが類似していることから、本発明による合成タルクと天然タルクとの識別を可能にし得る。
【００５７】
本発明は、上記または下記の特徴のすべてまたは一部の組み合わせを特徴とする、合成鉱物粒子を含む組成物の調製方法および合成鉱物粒子を含む組成物にも関する。
【００５８】
本発明の他の目的、利点および特徴は、本明細書、および、本発明による方法により得た組成物に対して行ったＸ線回折分析に対応する回折図を表す添付の図面を参照する以下の実施例を読むことにより明らかになる。
【００５９】
Ａ／−本発明による合成鉱物粒子を含む組成物の調製の一般的手順
１／−ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの調製
ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルは、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’（式中、Ｍ’はＮａおよびＫからなる群から選択される金属を示し、Ｒ２は、Ｈおよび５個未満の炭素原子を含むアルキル基から選択される）の少なくとも１つのカルボン酸塩の存在下での、試薬としての、ケイ素を含む少なくとも１つの化合物、式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２の少なくとも１つのジカルボン酸塩が関わる共沈反応により調製することができる。
【００６０】
この共沈反応は、タルクの化学量論（４のＳｉに対し３のＭ、Ｍは、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）、式中、各ｙ（ｉ）は、
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となるような範囲［０，１］の実数を表す）を有するケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲル水和物を得ることを可能にする。
【００６１】
ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルは：
１．メタケイ酸ナトリウム５水和物水溶液もしくはメタゲルマン酸ナトリウム水溶液、または、これら２つの溶液の、モル割合ｘ：（１−ｘ）での混合物、
２．１つまたは複数の式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２のジカルボン酸塩を、酢酸などのカルボン酸で希釈して調製した、ジカルボン酸塩（単数または複数）の溶液、および
３．１つまたは複数の式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩を、蒸留水で希釈して調製した、カルボン酸塩（単数または複数）の溶液
から実施する共沈反応によって調製する。
【００６２】
このケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの調製は、以下の手順に従って行う：
１．メタケイ酸ナトリウム溶液と、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）とを混合する、
２．式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２のジカルボン酸塩（単数または複数）の溶液を速やかに添加すると、共沈ハイドロゲルが直ちに生成する。
【００６３】
さらに、前記ハイドロゲルの調製媒体を超音波処理に供することができる。
【００６４】
この沈殿の後、水溶液中のケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲル（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏをカルボン酸塩（単数または複数）が得られ、前記ハイドロゲルは強く水和しており、多少なりともゼラチン様の稠度を示す。
【００６５】
式Ｒ２−ＣＯＯＭ’およびＲ１−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）の存在下で得たケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲル（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏは、こうして、いつでも熱水処理に直接供することができる。
【００６６】
ハイドロゲルはまた、遠心分離（例えば、３０００〜１５，０００ｒｐｍ、５〜６０分間）および上清（カルボン酸塩（単数または複数）の溶液）の除去、場合によっては、脱イオン水での洗浄（例えば、連続する２回の洗浄および遠心分離）とその後の乾燥、例えば、乾燥機内での（６０℃、２日間）、凍結乾燥による、噴霧乾燥による、または、マイクロ波照射下での乾燥による、乾燥の後に回収することもできる。式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属粒子は、こうして、以後の場合による熱水処理のために、粉末の形態（水での洗浄が行われたか否かに応じて、カルボン酸塩（単数または複数）の存在下または不在下）で保管することができる。
【００６７】
２／−前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの熱水処理
上記で得た、乾燥させたまたは乾燥させていないケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲル（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏを特に１５０℃〜３７０℃の温度で熱水処理に供する。
【００６８】
このために：
１．沈殿後に得られた（適切な場合、式Ｒ２−ＣＯＯＭ’およびＲ１−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩（単数または複数）との懸濁物の状態の）、または事前に乾燥させたハイドロゲルを、反応器／オートクレーブに入れる、
２．必要があれば、前記ハイドロゲルに、（水和物または無水物の形態の）式Ｒ２−ＣＯＯＭ’のカルボン酸塩を少なくとも１つ含む水溶液を撹拌下で添加する、
３．場合により、液体／固体比を２〜２０、特に５〜１５の値に調整する（液体の量はｃｍ３で表示し、固体の量はグラムで表示し、乾燥ハイドロゲルのみの、すなわち、カルボン酸塩（単数または複数）を考慮しない量を示す）、
４．反応器／オートクレーブを、処理の全期間にわたって、（１５０℃〜３５０℃で設定された）所定の反応温度の炉または乾燥機の内部に入れる。
【００６９】
熱水処理の過程で、ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルは次第にゼラチン様の稠度を得る。熱水処理の後に得られる鉱物粒子を含む組成物は、Ｘ線回折において観察可能な結晶化度を示し、この結晶化度は熱水処理の期間とともに上昇し、対応する回折図において、処理の過程で急速に細く強くなる特徴的な線の急速な出現として表れる。
【００７０】
さらに、近赤外線分析により、Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動に対応する振動バンドの強度もまた熱水処理の期間とともに増大することが観察された。
【００７１】
この熱水処理の後、カルボン酸塩（単数または複数）の水溶液中に懸濁された、フィロケイ酸塩鉱物粒子を含むコロイド状のタルク組成物を得る。この熱水処理の終了時に、反応器内に含有されるタルク組成物を遠心分離（３０００〜１５，０００ｒｐｍ、５〜６０分間）とその後の上清の除去により回収する。上清溶液は、式Ｒ−ＣＯＯＭ’の前記塩（単数または複数）を含有しており、当該カルボン酸塩（単数または複数）を回収し、再利用するために保存してもよい。
【００７２】
好ましくは、回収した鉱物粒子を含む組成物を、次に、洗浄／遠心分離を少なくとも２サイクル行うことにより、水、とりわけ蒸留水またはＲＯ水で洗浄する。
【００７３】
最後の遠心分離の後に回収される鉱物粒子を含む組成物は、次に：
−６０℃〜１３０℃の温度の乾燥機で１〜２４時間、または
−凍結乾燥により、例えば、ＣＨＲＩＳＴ  ＡＬＰＨＡ（登録商標）１−２  ＬＤ  Ｐｌｕｓ型の凍結乾燥機で４８時間〜７２時間、
−または噴霧化により
乾燥してもよい。
【００７４】
最終的に、ケイ素／ゲルマニウム−金属ハイドロゲルの調製に用いた式Ｍ（Ｒ１−ＣＯＯ）２のジカルボン酸塩（単数または複数）の性質（およびまた、適切な場合、このジカルボン酸塩（単数または複数）のそれぞれの割合）に応じた色の、分割された固体組成物を得る。
【００７５】
本発明者らは、こうして、当初のハイドロゲルの、結晶化された熱的に安定な材料への変換を可能にするのに比較的短い期間の熱水処理で十分であることのみならず、得られる合成鉱物粒子が改善された結晶化度を示すことにも気付くことができた。
【００７６】
本発明による方法により得られるタルク組成物に含有されるフィロケイ酸塩鉱物粒子は、既知のタルク組成物の調製方法において従来必要とされた熱水処理の期間に比べ有意に短縮された期間の熱水処理にもかかわらず、純度、結晶化度および熱安定性に関して顕著な特性を示す。
【００７７】
さらに、本発明による方法により得られた組成物、とりわけタルク組成物は、場合によっては、熱水処理に引き続き、５バール（０．５ＭＰａ）未満の圧力、３５０℃を超え、かつ、合成鉱物粒子の分解温度未満の温度、特に４５０℃〜６００℃の温度で、例えば３０分〜２４時間、とりわけ１〜１５時間の期間行われる、無水熱処理に供してもよい。
【００７８】
Ｂ／−分析および構造の特性化
上述の手順に従って得られたタルク組成物の分析結果は下記に報告されている。これらの結果は、本発明により、天然タルクのものと非常に類似した構造的特徴（特に積層性および結晶化度）を有する合成フィロケイ酸塩鉱物粒子の形成を効率的に達成できることを確認するものである。これらの結果はまた、本発明が、特に実施温度および実施期間の選択により、極めて簡易に、安定で純粋な、規定の予測可能なサイズおよび結晶特徴を有する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子の合成を可能にすることを示している。
【００７９】
分析は、特にＸ線回折、赤外線および電子顕微鏡観察により行った。収集したデータは、添付の図面および実施例に示してあり、下記で解説されている。
【００８０】
１／−Ｘ線回折分析
Ｘ線（ＸＲ）回折において、アーノルド鉱山（ニューヨーク州、米国）に由来するタルクのような天然タルクは、以下の特徴回折線を示すことが知られている（刊行物Ｒｏｓｓ  Ｍ．、Ｓｍｉｔｈ  Ｗ．Ｌ．およびＡｓｈｔｏｎ  Ｗ．Ｈ．、１９６８、「Ｔｒｉｃｌｉｎｉｃ  ｔａｌｃ  ａｎｄ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ａｍｐｈｉｂｏｌｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｇｏｕｖｅｒｎｅｕｒ  ｍｉｎｉｎｇ  ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ」、５３巻、７５１〜７６９頁による）：
−（００１）面については、９．３４Åの距離に位置する線、
−（００２）面については、４．６８Åの距離に位置する線、
−（０２０）面については、４．５６Åの距離に位置する線、
−（００３）面については、３．１１５Åの距離に位置する線、
−（０６０）面については、１．５２Åの距離に位置する線。
【００８１】
図１〜図３は、Ｘ線回折図を示し、そのそれぞれにおいて、オングストロームで表示した格子間距離に応じた信号の相対強度（秒当たりカウント）が表されている。
【００８２】
図１および図２は、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での３時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での６時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線２）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での１８時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線３）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での２４時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線４）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での１０日間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線５）
に対して行ったＸ線回折の分析結果を示す。
【００８３】
図２は、図１に表す回折図の一部、すなわち、２Å〜４Åの格子間距離に対応する回折図の部分のみを拡大して示したものであり、このようにすることで、（００３）面に対応する線をより良好に視覚化することができる。
【００８４】
図３は、酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、３００℃での１８時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物（曲線３）、ならびに、５５０℃での５時間の無水熱処理後のこの同じ合成タルク組成物（曲線１０）に対して行ったＸ線回折の分析結果を示す。
【００８５】
図１〜図３に表したＸ線回折図は、ＩＮＥＬ社（Ａｒｔｅｎａｙ、フランス）から市販されている装置ＣＰＳ１２０に記録した。これは湾曲検出器を備えた回折計であり、１２０°の角度範囲のリアルタイム検出が可能である。使用した加速電圧は４０ｋＶ、電流は２５ｍＡである。構造上の等距離を与えるブラッグの関係式は、ｄｈｋｌ＝０．８９４４９／ｓｉｎθ（コバルト製の対陰極を使用）である。
【００８６】
このＸ線回折による分析により、本発明に従って調製したタルク組成物のフィロケイ酸塩鉱物粒子と、天然タルクの粒子との間に構造上の高い類似性が存在することが確認される。
【００８７】
とりわけ、（００３）面および（０６０）面にそれぞれ対応する回折線は、天然タルクの基準回折線の位置と完全に一致する位置を有する。
【００８８】
さらに、調製したタルク組成物のＸ線回折図の分析により、各タルク組成物について、その「コヒーレントドメイン」、すなわちｃ＊方向に大きな欠陥なく積層した基本シートの数（合成鉱物粒子の結晶格子の逆格子空間の数）を決定することも可能となる。コヒーレントドメインは、（００ｌ）の線について決定することができ、対応する線の中程の幅と、対応する回折角とに特に依存する。合成タルクの場合、コヒーレントドメインは、とりわけ（００３）の線から決定する。
【００８９】
ＬＹＡＯＮＩＮＧ（中国）省由来の天然タルクは、例えば、７０シートのコヒーレントドメインを呈する。
【００９０】
本発明の方法により調製したタルク組成物は、天然タルクのコヒーレントドメインと同様であり、かつ、同等の温度および期間の熱水処理による従来技術の合成タルクのコヒーレントドメインを上回るコヒーレントドメインを呈する。
【００９１】
調製したタルク組成物のＸ線回折図の分析により、（００１）面の特徴回折線の強度と（００３）面の特徴回折線の強度との比を決定し、これを天然タルクのものと比較することも可能となる。ＬＹＡＯＮＩＮＧ（中国）省由来の天然タルクについて、（００１）面の特徴回折線の強度と（００３）面の特徴回折線の強度との比は０．６１である。
【００９２】
２／−近赤外線分析
赤外線において、天然タルクが、近赤外線において、Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１に振動バンドを示すことが知られている。
【００９３】
図４および図５は近赤外線スペクトルを示し、それぞれのスペクトルにおいて、ｃｍ−１表示の波長に応じた信号強度が表されている。図５は、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での３時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１１）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での６時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１２）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での１８時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１３）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での２４時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１４）、
−酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での１０日間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２（曲線１５）、および、ＬＹＡＯＮＩＮＧ（中国）省由来の天然タルク組成物（曲線１６）
の近赤外線スペクトルを表す。
【００９４】
図４は、酢酸ナトリウムの存在下でのケイ素−金属ハイドロゲルの沈殿と、前記ハイドロゲルの３００℃の温度での１８時間の熱水処理を伴う本発明の方法により調製された、合成タルク組成物Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の近赤外線スペクトル（曲線１３）、ならびに、５５０℃での５時間の無水熱処理後のこの同じ合成タルク組成物の近赤外線スペクトル（曲線２０）を表す。
【００９５】
これらのスペクトルの取得は、ＮＩＣＯＬＥＴ  ６７００−ＦＴＩＲ分光計により、９０００ｃｍ−１〜４０００ｃｍ−１の領域で行った。
【００９６】
３／−顕微鏡観察および粒子の粒度の評価
本発明に従うタルク組成物を構成し得る粉末の微細さを考慮し、同組成物を構成するフィロケイ酸塩鉱物粒子のサイズおよび粒度分布を、電界効果型走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡での観察により評価した。
【００９７】
基本粒子の粒度が２０ｎｍ〜１００ｎｍの間で様々であることが確認される。
【００９８】
さらに、本発明の方法により調製された合成タルクの粒子が、多くの産業分野において有益となる可能性がある真珠光沢効果を示すことが観察された。
【００９９】
以下の実施例は、本発明の調製方法、および、その方法によって得られる合成鉱物粒子を含む組成物、とりわけ、フィロケイ酸塩鉱物粒子を含むタルク組成物の構造的特徴を例証する。
【実施例１】
【０１００】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
４２．４３ｇのメタケイ酸ナトリウム５水和物Ｎａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏと１４０ｍＬの脱イオン水とを含む第１のメタケイ酸ナトリウム水溶液を調製し、この溶液を撹拌下室温（２１℃）で１０分間維持する。次いで、溶液に、１７１ｇの酢酸ナトリウム３水和物ＣＨ３−ＣＯＯＮａ・３Ｈ２Ｏを、溶液を撹拌下１０分間、ウォーターバスにより３０℃〜５０℃の温度に維持しながら添加する。この第１の溶液中の酢酸ナトリウム濃度は４ｍｏｌ／Ｌである。
【０１０１】
次に、３２．１７ｇの酢酸マグネシウム４水和物Ｍｇ（ＣＨ３−ＣＯＯ）２・４Ｈ２Ｏと１００ｍＬの１Ｍに濃縮した酢酸とを含む第２の酢酸マグネシウム溶液を調製する。
【０１０２】
最後に、メタケイ酸ナトリウムと酢酸ナトリウムとの第１の溶液が室温に戻ったら、第２の溶液を第１の溶液に、撹拌下速やかに一度に添加する。
【０１０３】
乳状の稠度のハイドロゲルの形態を呈する合成タルク粒子のハイドロゲル前駆体の懸濁物を得る。ハイドロゲルの沈殿の終了時に、ハイドロゲル懸濁物中の酢酸ナトリウム濃度は、その後の熱水処理中と同様４ｍｏｌ／Ｌである。得られたハイドロゲルを、次に、直接熱水処理に供する。
【０１０４】
ハイドロゲルの熱水処理は、３００℃の温度で３時間、８０バール（８ＭＰａ）（反応器内の水の飽和蒸気圧）の圧力で行う。
【０１０５】
このために、こうして得られたハイドロゲルの懸濁物をチタン製の閉鎖反応器内に直接入れる。次いで、チタン製反応器を３００℃の温度の炉内に３時間配置する。
【０１０６】
室温まで冷却後、反応器を開き、得られた懸濁物を遠心分離する。遠心分離後、タルク組成物を回収する一方で、特に酢酸ナトリウムを含む上清溶液を回収する。この酢酸ナトリウムは、その後回収し、場合によっては再利用することができる。
【０１０７】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行う。
【０１０８】
遠心分離後に回収したタルク組成物は、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１０９】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図１に表す（曲線１）。このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．７７Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝１００）、
−４．７８Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝３３）、
−４．５５Åの距離に位置する（０２０）面（Ｉ＝２６）、
−３．１７Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝６１）、
−１．５２Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝１１）。
【０１１０】
かかるタルク組成物は、１２シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は１．４９である。
【０１１１】
得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図５に表す（曲線１１）。同スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。近赤外線スペクトルはまた、本発明の合成タルクに特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する、５２５１ｃｍ−１での振動バンドも示す。
【実施例２】
【０１１２】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
実施例１に記載の手順に従い、合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製する。
【０１１３】
得られたハイドロゲルを直接、３００℃の温度で６時間、８０バール（８ＭＰａ）（反応器内の水の飽和蒸気圧）の圧力での熱水処理に供する。熱水処理中の酢酸ナトリウム濃度は４ｍｏｌ／Ｌである。
【０１１４】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行い、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１１５】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図１に表す（曲線２）。
【０１１６】
このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．４５Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝１００）、
−４．７２Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝３４）、
−４．５７Åの距離に位置する（０２０）面（Ｉ＝２０）、
−３．１４Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝９８）、
−１．５３Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝１８）。
【０１１７】
かかるタルク組成物は、１９シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は１．０６である。
【０１１８】
得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図５に表す（曲線１２）。同スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。近赤外線スペクトルはまた、本発明の合成タルクに特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する、５２５１ｃｍ−１での振動バンドも示す。
【実施例３】
【０１１９】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
実施例１に記載の手順に従い、合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製する。
【０１２０】
得られたハイドロゲルを直接、３００℃の温度で１８時間、８０バール（８ＭＰａ）（反応器内の水の飽和蒸気圧）の圧力での熱水処理に供する。熱水処理中の酢酸ナトリウム濃度は４ｍｏｌ／Ｌである。
【０１２１】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行い、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１２２】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図１に表す（曲線３）。
【０１２３】
このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．６４Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝１００）、
−４．７４Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝３０）、
−４．５９Åの距離に位置する（０２０）面（わずかなショルダー）、
−３．１５Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝１００）、
−１．５２Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝５）。
【０１２４】
示した対応する線の強度Ｉは、最も強い線の強度を１００に等しいとみなして、回折図の最も強い線に対して正規化してある。本発明の方法により調製されたかかる組成物は、Ｘ線回折において、他の線と比べて極めて高い強度の（００１）面および（００３）面に対応する線を示すことが観察されており、これは天然タルクの結晶化度に極めて近い結晶化度をうかがわせる。さらに、（００２）面に対応する線は、（０２０）面に対応する線より高い強度を示している。（０２０）面の特徴回折線は（００２）面の特徴回折線と一部一体化しており、わずかなショルダーの形で存在するにすぎない。
【０１２５】
かかるタルク組成物は、２５シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は０．９６である。得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図４および図５に表す（曲線１３）。同スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。近赤外線スペクトルはまた、本発明の合成タルクに特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する、５２５１ｃｍ−１での振動バンドも示す。
【実施例４】
【０１２６】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
実施例３で得たタルクを無水熱処理または「焼鈍」に５５０℃で５時間供する。
【０１２７】
こうして焼鈍後に得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物を、Ｘ線回折および近赤外線分析により特性化した。
【０１２８】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図３に表す（曲線１０）。
【０１２９】
このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．５１Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝９８）、
−４．７０Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝２９）、
−３．１４Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝１００）、
−１．５２Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝５）。
【０１３０】
示した対応する線の強度Ｉは、最も強い線の強度を１００に等しいとみなして、回折図の最も強い線に対して正規化してある。
【０１３１】
焼鈍前の合成タルクのＸ線回折図に比べ、（００２）線の強度の、（０２０）線の強度に対する増大が観察され、（０２０）線はこのため（００２）面の特徴回折線と一体化している。また、（００１）線、（００２）線および（００３）線の強度、つまり、より一般的に、（００ｌ）線の強度の増大も観察される。したがって、このような焼鈍は、調製された合成タルクの結晶化度をさらに上昇させることができ、このため調製された合成タルクの構造的特徴は天然タルクの構造的特徴により一層近づく。
【０１３２】
かかるタルク組成物は、焼鈍後、２８シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は０．９８である。
【０１３３】
得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図４に表す（曲線２０）。焼鈍後に得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。この振動バンドの強度は、焼鈍前の合成タルクの近赤外線スペクトルに比べ増大しており、これは得られた合成タルクの結晶化度の上昇を証明するものである。また、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する振動バンド（５２７３ｃｍ−１に位置する）の強度の、熱処理前の合成タルクの曲線１３に対する減少も観察され、これは焼鈍の過程でシート辺縁でタルクに結合した水分子の数の減少を明らかにしている。
【実施例５】
【０１３４】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
実施例１に記載の手順に従い、合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製する。
【０１３５】
得られたハイドロゲルを直接、３００℃の温度で２４時間、８０バール（８ＭＰａ）（反応器内の水の飽和蒸気圧）の圧力での熱水処理に供する。熱水処理中の酢酸ナトリウム濃度は４ｍｏｌ／Ｌである。
【０１３６】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行い、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１３７】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図１に表す（曲線４）。
【０１３８】
このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．５４Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝１００）、
−４．７３Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝３１）、
−３．１５Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝９６）、
−１．５２Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝７）。
【０１３９】
（００２）面に対応する線が、（０２０）面に対応する線より高い強度を示しており、（０２０）面の特徴回折線が（００２）面の特徴回折線と一部一体化しており、ごくわずかなショルダーの形で存在するにすぎないことが観察される。
【０１４０】
かかるタルク組成物は、２４シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は０．９６である。
【０１４１】
得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図４および図５に表す（曲線１４）。同スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。近赤外線スペクトルはまた、本発明の合成タルクに特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する、５２５１ｃｍ−１での振動バンドも示す。
【実施例６】
【０１４２】
本発明の合成鉱物粒子を含む組成物の調製
実施例１に記載の手順に従い、合成鉱物粒子のハイドロゲル前駆体を調製する。
【０１４３】
得られたハイドロゲルを直接、３００℃の温度で１０日間、８０バール（８ＭＰａ）（反応器内の水の飽和蒸気圧）の圧力での熱水処理に供する。熱水処理中の酢酸ナトリウム濃度は４ｍｏｌ／Ｌである。
【０１４４】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行い、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１４５】
次に、回収したタルク組成物に対し、脱イオン水での洗浄と遠心分離のサイクルを２回連続して行い、最終的に７２時間の凍結乾燥により乾燥する。
【０１４６】
こうして得られた、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物のＸ線回折図を図１に表す（曲線５）。
【０１４７】
このタルク組成物のＸ線回折図は、タルクの回折線に対応する回折線、とりわけ以下の特徴回折線を示す：
−９．５１Åの距離に位置する（００１）面（Ｉ＝９２）、
−４．７３Åの距離に位置する（００２）面（Ｉ＝２６）、
−３．１４Åの距離に位置する（００３）面（Ｉ＝１００）、
−１．５２Åの距離に位置する（０６０）面（Ｉ＝５）。
【０１４８】
（００２）面に対応する線が、（０２０）面に対応する線より高い強度を示しており、（０２０）面の特徴回折線が（００２）面の特徴回折線と一体化しており、（００２）面の特徴回折線と識別することが困難であることが観察される。
【０１４９】
かかるタルク組成物は、３４シートのコヒーレントドメインを呈する（（００３）線を使用）。（００１）面の特徴回折線の強度と、（００３）面の特徴回折線の強度との比は０．８１である。
【０１５０】
得られた合成タルク組成物の近赤外線スペクトルを図５に表す（曲線１５）。同スペクトルは、タルクのＭｇ３−ＯＨ結合の振動に代表的な７１８５ｃｍ−１での振動バンドを示す。近赤外線スペクトルはまた、本発明の合成タルクに特徴的な、シート辺縁でタルクに結合した水の存在に対応する、５２５１ｃｍ−１での振動バンドも示す。
【０１５１】
このように、熱水処理の期間が増大すればするほど（無水熱処理についても同様）、得られる合成タルク組成物は、天然タルクに、とりわけコヒーレントドメインの値および（００１）面の特徴Ｘ線回折線の強度と、（００３）面の特徴Ｘ線回折線の強度との比に関して、近づくことが分かる（同じハイドロゲル前駆体および一定の熱水処理温度について）。
【０１５２】
このように、本発明による種々の合成タルクの近赤外線スペクトルが、天然タルクの近赤外線スペクトル（図５、曲線１６）に、天然タルクでは本発明による合成タルクほど高い強度ではない５０００ｃｍ−１〜５５００ｃｍ−１の振動バンドを除き、極めて近いことを指摘することができる。
【０１５３】
本発明は、上記の実施形態および実施例に対する、他の多数の用途および様々な改変の対象となり得る。とりわけ、前記タルク組成物は、（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１・ｎ’Ｈ２Ｏにおいて、Ｍが式（Ｃｏ０．５Ｎｉ０．５）を有するような、異なる金属が八面体位置に位置するフィロケイ酸塩鉱物粒子を含んでもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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