ナノサイズゼオライト・工業材料

ナノサイズゼオライト

ゼオライトを極小化したナノサイズゼオライト「Zeoal」

ゼオライトは、シリカ（二酸化ケイ素）とアルミナ（酸化アルミニウム）を主な成分とした結晶性化合物です。 肉眼では見えませんが、拡大するとスポンジのように無数の穴を持つ多孔質構造が特長で、１ｇでなんとテニスコート1面分以上という大きな表面積を持ち、「触媒」「吸着」「イオン交換」などの機能をもった結晶性化合物です。

ゼオライトの粒子を小さくナノサイズ化することで飛躍的に基本性能が向上し、あらたな用途が期待できます。
ゼオライト本来の吸着などの機能を保持したまま、ナノサイズ化することにより機能性はさらにUPし、光透過性が必要な光学性用途や、微細な繊維への添加などナノサイズ化によるあらたな用途の展開が可能です。

4A 親水性

Linde Type A (A型ゼオライト)　構造コード：LTA　単位胞組成：Na12［Al12Si12O48］・96H2O

SiとAlが同数配位した組成を有する親水性の強い代表的なゼオライトです。 細孔径は分子骨格内に配位するイオン種により異なり、K+イオンで3Å、Na+イオンで4Å、 Ca2+イオンで5Åを示すため、「4Aゼオライト」のように細孔径と合わせて呼ばれています。
気体や液体の脱水材の他、イオン担持による抗菌など、多くの分野で活躍しています。
このA型ゼオライトを微細化することで、吸着速度の向上、光学的な機能向上に期待される 注目の材料です。

粒子径（FE-SEM）※平均粒径は保証値ではありません。

ゼオライト本来の吸着などの機能を保持したまま、その粒子径を 50～300 nm まで極小化することが可能です。

蒸気吸脱着等温線

結晶性　ＸＲＤパターン

実用データ

アンモニア吸着試験（ガス検知菅測定）

水吸着（吸水速度）

沈降（参考データ）

3A 5A / 4Aをイオン交換

窒素吸脱着等温線

５A XRDパターン

【新たな用途開拓】株式会社中村超硬製ナノサイズゼオライト「Zeoal」の 用途例　

透明・吸着フィルム

バリア機能に吸着（水分・ガス）機能と視認機能をプラス

薬品、電子部品、食品を湿気やガスから守り、品質を維持する包装材の用途に適しています。
バリアフィルムから透過してくる水分やガス、そして内包物から発生する水分やガスも吸着することができます。 また、透明バリアフィルムとの組み合わせにより、内包物の状態を確認できるようになります。

封止材

封止機能の信頼性向上

温感スプレー

ゼオライトの発熱特性を利用・ナノサイズ化によりノズル詰まりを解消

リチウムイオン電池

高い分散性により少量で高機能・狭小スペースへの添加が可能

ナノサイズの特性を生かし、小型化する電池においても　狭小スぺースへの添加が可能です。
ナノサイズゼオライトを添加することで、電池の内部抵抗を低減する効果が確認されました。これにより放電容量の低下を抑え、長寿命化に寄与します。また、発熱を抑制することや、ガス吸着能を発揮することで安全性の向上にも期待がもてます。

接着剤・塗料

接着剤・塗料の安定性の向上

接着剤の硬化や　塗料の乾燥時には水分やガスが発生し、硬化状態や塗膜強度にバラツキを生じさせます。
ナノサイズゼオライトを添加することで、水分やガスを吸着し、硬化後・乾燥後の品質が安定します。
また、ナノサイズであるため、接着強度や塗膜強度などへの阻害影響も抑えられます。

ZSM-5 疎水性

ZSM-5型ゼオライト / 構造コード：MFI / 単位胞組成：Nan[AlnSi96-nO192]･xH2O
細孔径:≒6Å / 一次粒子径：100nm~ / SAR:200

代表的な高シリカの合成ゼオライトで、Al濃度の減少と共に疎水性が増します。特にAl を含まないものは silicalite-1 と呼ばれ、高い疎水性を示します。細孔径はベンゼン環より少し大きく、芳香族炭化水素の触媒反応に特異な選択性を示すことが知られています。
ZSM-5 は触媒として石油化学製品に広く使われる他、疎水性の吸着剤として利用されています。また、自動車排ガス浄化用触媒の原料としても有望な材料です。
このZSM-5を微細化することで、触媒としての反応性や選択性の高さ、また吸着剤として吸着速度の向上に期待できるものと考えております。
（参考：ゼオライトの科学と工学（講談社））

代表的機能 ／脱臭・VOC吸着・触媒（担持体）

結晶性　XRDパターン　　MFIゼオライト相

窒素吸脱着等温線

吸着速度

実用データ / アセトアルデヒト消臭試験

産業向け材料

セシウム材料

リチウム材料

ルビジウム材料