일반기술

마가다이트와 케냐이트의 신규한 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 마가다이트와 케냐이트의 신규한 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리카원으로서 전량을 규산나트륨(Na2SiO3) 또는 불화규산(H2SiF6)을 사용하여 실리카(SiO2) 슬러리를 제조한 후 알칼리를 추가하여 수열반응시켜 결정성 층상화합물인 마가다이트(magadiite) 또는 케냐이트(kenyaite)를 보다 경제적이고 용이한 방법으로 제조하는 방법에 관한 것이다.*배경대표적인 결정성 층상화합물인 마가다이트와 케냐이트는 알루미노 실리케이트(aluminosilicate)로 이루어진 대부분의 천연점토광물과 달리 순수한 이산화 규소(SiO2)로 이루어진 결정성 구조를 나타내는 화합물로서, 1960년 중반 케냐(Kenya)의 마가디 호수(lake Magadi)에서 최초로 발견되었으며, 그 후 1970년대에 이산화규소를 알칼리분위기에서 수열 반응시켜 인공적으로 합성하였다. 마가다이트는 SiO4 사면체를 기본단위로 평면상으로 결합되며, 이러한 평면상 쉬트(sheet) 3개가 겹쳐 약 1.1 ㎚ 두께의 하나의 층을 이루고, 이들이 적층으로 쌓여 약 20 ㎚ 두께를 갖는 넓이가 10 마이크론 정도의 독립된 개개의 옆(plate)을 구성하고, 이 옆들이 장미꽃 송이처럼 다발을 이루고 있다. 케냐이트는 4개의 SiO4 사면체 쉬트가 겹쳐서 약 1.8 나노메타의 약간 더 두꺼운 층으로 이루어진 것을 제외하면, 마가다이트와 동일한 모습을 하고 있다*제조방법 상의 특징본 발명은 실리카원으로서 규산나트륨(Na2SiO3) 또는 불화규산(H2SiF6)을 사용하고, 상기 실리카원을 중화하여 20 ∼ 80 ℃ 및 pH 6 ∼ 12 조건을 유지하며 실리카 슬러리를 제조하는 과정과, 상기 실리카 슬러리에 알칼리를 첨가하여 실리카 : 알칼리의 몰비를 1 ∼ 25 : 1, 물 : 알칼리의 몰비를 50 ∼ 500 : 1 으로 조절한 후에, 100 ∼ 200 ℃에서 1 ∼ 200 시간동안 수열반응시키는 과정을 포함하는 마가다이트(magadiite) 또는 케냐이트(kenyaite)의 제조방법을 특징으로 한다.*특징 및 장점1)층상실리케이트를 제조함에 있어서 그 실리카원을 전량 규산나트륨 또는 불화규산으로 대체함으로서 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있음.2) 강알칼리인 규산나트륨 또는 강산성인 불화규산을 중화하여 pH를 조절하여 실리카 슬러리를 침전한 다음에 여기에 알칼리를 추가하여 수열합성법을 적용시킴으로서 반응용액 중 실리카의 함량을 자유롭게 조정하여 결정성 실리케이트의 수율을 높일 수 있음.3)특히, 불화규산을 사용할 경우에는 실리케이트 결정형성과정에서 불소이온(F-)이 갖는 촉매적 기능을 활용할 수 있음.4)합성 후 불화나트륨(NaF)이 10퍼센트 이상 함유된 여액을 수돗물 또는 치약 등의 불소(F) 원으로 사용할 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있음.5)본 발명에 따라 제조된 마가다이트 또는 케냐이트는 고분자와 나노복합체를 형성시킬 경우 뛰어난 친유기성을 나타내므로 유성페인트의 농축제(thickener), 효소 및 약물의 저장 지지 체로서 뿐만 아니라 화장품의 첨가제 등으로서 이용이 기대됨.