合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物の調製方法
結晶および層構造を有し、Ｍが少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｘが間隔［０；１］の実数である、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２を有する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法であって、液体状態で式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行い、調製すべきケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子に所望される粒度および構造安定性に応じて選択された時間、３００℃〜６００℃の温度で前記水熱処理を行うことを特徴とする方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２の少なくとも１種の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物を含み、化学的かつ構造上、天然タルクに極めて類似した粒子の形態で存在するタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法に関する。これらの鉱物粒子の粒度はほぼ単峰性で単分散であり、この方法が実施される際に適用される特定のパラメータに応じて、数十ナノメートルから十マイクロメートルの間で変わる。本発明は、この方法を実施することによって得られ、天然タルクと同様の、さらには天然タルクよりすぐれた諸特性、特に機械的特性および化学的特性を示し、数多くの応用例において天然タルクの代替物となることが可能なタルク組成物にも関する。
【０００２】
天然タルクは鉱物であって、重ね合わせられたシート状の構造組織を有する、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の水和ケイ酸マグネシウムであリ、各シートは２つの倒立台形層の間に挿入された八面体層から成る結晶構造を有する。
【０００３】
タルクは主に細粒の形態で使用され、（その化学的安定性のため、例えば有効成分や高価な材料を希釈するための）不活性充填材として、あるいは（例えば種々の材料のいくつかの機械的特性または電気的特性を矯正／強化するための）潤滑剤、乳剤、撥水剤のような機能的添加剤としてタルクが組成中に含まれる、熱可塑性材料、エラストマ、紙、塗料、ワニス、織物、冶金、薬品、化粧品、植物衛生製品、肥料など、多数の工業分野で用いられている。またタルクは油分吸収能力が高いため、新しい汚染防止技術の開発においても数多くの展望を開いている。
【０００４】
これらの応用例の多くで、純度が高いこと、ラメラリティーが高いこと、粒子が細かいこと、粒度およびラメラリティー分布が狭いことが求められているが、それは、最終製品の品質はこれらの特性によって決まるからである。
【０００５】
ところで、天然タルク塊から粉末状組成を調製するにあたり、タルクの従来の粉砕および処理方法では上に示した基準を本当に正確に制御することはできない。
【０００６】
事実、純度が１００％である天然タルクの粉末固形組成物は現在のところ存在しない。この組成物の粒子はすべてが化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たすわけではないので、この化学式は非常に理論的なものでしかない。天然タルクの純度および不純度の性質（Ｆｅ、Ａｌ、Ｆの含有率が多少高く、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｎａおよび／またはＫが微量であること）は産出される鉱床によって異なる。
【０００７】
同様に、粒度（粉末粒子の細かさおよび粒度分布）は主に、機械的粉砕方法および用いられる材料によって異なる。機械的粉砕によって天然タルクから得られる粉末は、通常、数マイクロメートルから数百マイクロメートル程度の粒度を有する。
【０００８】
機械的粉砕は、無視できない粒子の粒度分布の変動だけでなく、タルクの構造の漸進的で有意な劣化および結晶構造内における多数の欠陥の出現をもたらす。粉砕が細かいほど、当初の結晶構造が劣化する。
【０００９】
この点に関し、ＮＡＮＯＴＡＬＣ（登録商標）、すなわち特に強力な機械的粉砕方法で調製された７０〜１２０ｎｍの粒子を含む天然タルク粉末組成物が知られている。ＮＡＮＯＴＡＬＣ（登録商標）は、鉱物の結晶構造が悪化していることは別としても、天然タルクから調製されるあらゆる組成物と同様に、純度は１００％ではない。
【００１０】
また、合成タルクの調製に関して長年にわたり理論的かつ科学的な研究がなされてきたが、現在に至るまで、満足のゆく実用的な結果、特に品質および工業的規模での利用の収益性に関する制約条件に適合する結果は得られていない。
【００１１】
Ｄｅｃａｒｒｅａｕらの文献、１９８９（「Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｅｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｅ ｄｅｓ ｓｔｅｖｅｎｓｉｔｅｓ ｋｅｒｏｌｉｔｅｓ ｅｔ ｔａｌｃｓ，ｍａｇｎｅｓｉｅｎｓ ｅｔ ｎｉｃｋｅｌｉｆｅｒｅｓ，ｅｎｔｒｅ ８０ ｅｔ ２４０℃（８０〜２４０℃におけるマグネシウムおよびニッケル含有ステベンサイト、ケロライトおよびタルクの合成および安定性）」−Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉｅ．Ｐａｒｉｓ−、ｔ．３０８、ｓｅｒｉｅ ＩＩ、ｐ．３０１−３０６）は、適用される操作条件に従って、ステベンサイト、ケロライトおよび／またはタルクの多少とも特有な形成が得られる方法について記載している。
【００１２】
この方法ではまず、メタケイ酸ナトリウム溶液を塩化マグネシウム（またはニッケル）溶液と反応させることにより初期共沈物を形成させる。次にゼラチン状であって、Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏ（またはＳｉ４Ｎｉ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏ）の化学式を有する強く水和したケイ素金属ゲルが得られる。一連の遠心分離および蒸留水洗浄により、共沈反応の終了時に形成されるＮａＣｌをこのケイ素金属ゲルから除去することができる。
【００１３】
次に、ゼラチン状組織で強く水和されたこの組成物を、固体で乾燥された、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｎは、固形物質の孔の内部に閉じ込められ、固形物質との間で特に安定な複合体を形成する、いくつかの水分子を意味する（この場合、ｎ＜＜ｎ’）のケイ素金属組成物に変換することができる強力な乾燥をケイ素金属ゲルに施す。次にこの固形乾燥ケイ素金属組成物を細かな粉末に粉砕／粉状化した後、飽和水蒸気圧での水熱処理にかける。この目的のため、蒸留水中に粉末を分散させる（例えば３０ｃｍ３に対し粉末２００ｍｇ）。混合物を、ポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））で内部が被覆された金属製オートクレーブ（または反応装置）に入れる。この水熱処理の継続時間は１５日程度から数カ月とし、処理温度は８０℃から２４０℃の間とすることができる。
【００１４】
この文献は、１００℃未満の温度で行われる１５日程度の水熱処理によってステベンサイトが形成されることを示している。１１０℃〜１４０℃程度の温度ではケロライトが得られ、１７０℃〜２４０℃程度の温度ではタルクが得られる。
【００１５】
この方法で調製されるタルクの場合、（特に１３５℃で行われる）逆行性変質試験により、この文献の著者は、結晶性の低下として現れる構造的不安定性およびケロライト形成の傾向を確認することができた。
【００１６】
したがってＤｅｃａｒｒｅａｕらの１９８９年の文献に記載されている水熱合成方法では、特に結晶性および熱的安定性において満足のゆく品質のタルク組成物を得ることができない。
【００１７】
本発明は、ラメラリティーおよび細かく低分散の粒度、ならびに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タルク組成物の調製方法を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、簡単かつ迅速に実施することができ工業的利用に関する制約条件に適合するそのような方法を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明は、種々の応用例において天然タルクの組成物の代替物として使用することができるタルク組成物を提供することも目的とする。これを行うために、本発明によって提供されるタルク組成物は、天然タルクの構造に極めて近い結晶構造およびラメラ構造を有する鉱物粒子を含む。
【００２０】
本発明の別の目的は、合成タルクだけでなく、タルクのゲルマニウム含有類似体、すなわち天然タルクの結晶構造を想起させる結晶構造であるが、結晶格子のＳｉ４＋カチオンが少なくとも部分的にＧｅ４＋カチオンで置き換えられた化合物も調製するのに用いることができる方法を提供することである。
【００２１】
同様に、本発明は、天然タルクと比較して特別な色調および／または電気伝導性および／または熱伝導性を有する粒子を含むタルク組成物を調製することができる方法を提供することを目的とする。
【００２２】
これを行うために、本発明は、結晶および層構造を有し、次式で表される、
（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法に関する。
− 式中、Ｍが少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、ｙ（ｉ）が下記の比を表し、
− ｘが間隔［０；１］の実数であり、下記の比に相当する
【００２３】
本発明による方法は、液体状態で式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、調製すべきケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子に所望される粒度および構造安定性に応じて選択された時間、３００℃〜６００℃の温度で前記水熱処理を行う。
【００２５】
本発明によれば、出発物質であるケイ素／ゲルマニウム−金属生成物は、直接水熱処理にかけられ、ゲルすなわち強く水和されゼラチン状稠度を有する物質の形態になる。このゲルはそのチキソトロピー挙動により、ただ機械的に攪拌するだけで液化させることができる。
【００２６】
本発明によるケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を実施するのにあたっては、固形部分（当初のゲル、最終生成物、場合によって中間生成物）の焼成を防止するために、水の補足的追加を考えることができる。焼成を防ぐための水の追加の必要性ならびに加える水の最少量は主に、当初のゲルの水和度、処理温度ならびにこの処理の継続時間によって異なる。
【００２７】
水熱処理の継続時間は１日から数日間となることがあるが、特に、最終的に得られる合成鉱物の結晶性に対し大きな影響を与える。
【００２８】
したがって、本発明は、特に以下のような本質的かつ驚くべき確認に由来する。
− 一方では、３００℃〜６００℃の（Ｄｅｃａｒｒｅａｕら、１９８９年の文献において推奨されている１１０℃〜２４０℃と比べ）比較的高い温度で行われる水熱処理により、天然タルクの構造特性（特にラメラ性、結晶性）に極めて類似した構造特性およびすぐれた熱安定性を有する合成鉱物粒子が形成されること。
− 他方では、特に温度の選択によって行う本発明による方法により、安定で、純度が高く、結晶サイズおよび構造が極めて正確に規定されかつ予想可能な合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を極めて簡単に合成することが可能であること。
【００２９】
本発明によれば、オートクレーブで前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うのが有利である。好ましくは、内装がチタン製またはステンレス製の鋼製オートクレーブを使用する。
【００３０】
本発明によれば、オートクレーブ内で、処理温度にまで達したこのオートクレーブの内部において少なくとも飽和水蒸気雰囲気を発生させるのに足る量の水（好ましくは蒸留水）を前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルに加えるのが有利である。
【００３１】
本発明の一変形実施形態によれば、１６バール程度の圧力で前記水熱処理を行うのが有利である。
【００３２】
本発明によれば、液体の量をｃｍ３で表し、固体の量をグラムで表すとき、０．８３程度の液体／固体比を有する液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルで水熱処理を行うのが有利である。万一、必要であれば、この比に到達するために適量の水を前記液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルに加える。
【００３３】
本発明によれば、攪拌しながら水熱処理を行うのが有利である。この目的のため、オートクレーブの内部に例えば磁気攪拌棒を配置する。
【００３４】
本発明による水熱処理が終了すると、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むコロイド状溶液の形態のタルク組成物が得られる。これらの合成鉱物粒子は、水中では溶液であるが、多かれ少なかれ個別化した状態になることも、塊状になった合成鉱物基本粒子で形成される多少大きな塊になることもある。これらの基本粒子の粒度は、水熱処理の適用温度、すなわち３００℃〜６００℃の間で選択された温度によって異なり、数十ナノメートルから十マイクロメートルの間で変わる。
【００３５】
本発明によれば、前記水熱処理の終了時、コロイドタルク組成を回収し、個別化されたケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物を得るために、前記コロイドタルク組成物を乾燥ステップ次いで機械的粉砕ステップにかけるのが有利である。こうして組成物の塊は粉砕されて個別化された基本粒子になる。これらの基本粒子の粒度分布はほぼ単峰性かつ単分散である。
【００３６】
本発明によれば、乾燥は、オーブンを使用し、例えば６０℃程度の温度で少なくとも１日から２日行うことができるのが有利である。タルク組成物が汚染するリスクを回避するために、粉砕は、好ましくは例えばメノウ製の乳鉢により機械的に行うのが有利である。
【００３７】
本発明によれば、３００℃程度の温度で、例えば３日間程度水熱処理を行うのが有利である。そうすることにより、粒度が２０ｎｍ〜１００ｎｍの基本粒子が最終的に得られる。
【００３８】
本発明によれば、４００℃程度の温度で、例えば１．５日間程度、水熱処理を行うのが有利である。そうすることにより、粒度が３μｍ程度の基本粒子が最終的に得られる。
【００３９】
本発明によれば、５００℃〜６００℃程度の温度で、例えば１日間程度（すなわちおおむね２４時間）、水熱処理を行うのが有利である。このようにして合成された合成鉱物の粒子は数マイクロメートル〜十マイクロメートルの粒度を有する。
【００４０】
本発明はこのようにして調製されたタルク組成物にも関し、それらのタルク組成物は、例えば、液体中に個別化され分散した状態で存在する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子の組成物など、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含むコロイド状溶液として存在することも、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が塊状になるか、個別化され基本粒子として分散する、無水固形組成物として存在することもできる。
【００４１】
ここで取り上げるのは特に鉱物性固体粒子がすべて同じ化学的性質を有する組成物である。ここでは、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たす合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子がそれである。上式において、
− Ｍは、少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
− ｘは間隔［０；１］の実数である。
【００４２】
本発明に従って調製することができる合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物の化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２において、ＳｉおよびＧｅは結晶格子の四面体部位を占有するケイ素イオンおよび／またはゲルマニウムイオンを指す。Ｍは、八面体部位の二価金属カチオン（例えばＭｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｍｎ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋および／またはＣｒ２＋）
を表す。
【００４３】
したがって本発明で言うタルク組成物として例えば合成タルクを挙げることができ、その場合、鉱物粒子は化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たす。
【００４４】
また、例えば「ゲルマニウム含有」組成物、すなわちタルクの結晶構造を想起させるが、四面体部位のＳｉ４＋カチオンが少なくとも部分的にＧｅ４＋カチオンで置き換えられた粒子を含む組成物など、タルク組成物に類似する組成物も該当する。同様に、天然タルクの粒子と比較して改良された物性、特に光学的特性および／または電気的特性を有する粒子を得るために、八面体部位のマグネシウムイオンが様々の比で他の二価カチオンで置き換えられたときの「誘導組成物」または「官能化組成物」も該当する。
【００４５】
Ｘ線および赤外線分光分析により、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素金属ゲル（すなわち、化学式ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏでｘが１に等しく、Ｍがマグネシウムを表す、ケイ素／ゲルマニウム金属ゲルに対して直接適用される本発明による水熱処理により、懸濁粒子が特に結晶性およびラメラリティーに関して天然タルクに対する高い類似性を示す（この確認は特に赤外線手段における透過および近赤外線での分散反射によって得られるスペクトルを基にして行われた）合成タルクのコロイド状組成物が得られることを明らかにすることができた。
【００４６】
またこれらの分析により、この方法は、本発明による化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏを満たすケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの全体に対して一般化することが可能であることも確認することができた。この方法により、構造上天然タルクに極めて類似した、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物の合成が可能である。実際、これらの合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子は重ね合わせられたシート状のナノメートル組織を有し、各シートが、（Ｓｉ４＋および／またはＧｅ４＋イオンによって占有された）２つの倒立台形層の間に挿入された、（二価金属イオンすなわちＭｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋および／またはＮｉ２＋によって占有された）八面体層から成る結晶構造を有する。
【００４７】
しかしながら、本発明に従って調製される合成タルク組成物（すなわちｘが１に等しくＭがマグネシウムを表す化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物）の場合、合成タルクはその純度が天然タルク組成物と異なることに留意されたい。本発明による合成タルク組成物中では、鉱物粒子は専ら、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子である。ところが、現状では、純度が１００％の天然タルクから調製される粉末組成物は存在しない。
【００４８】
特にＸ線解析では、対応する回折曲線は、９．４０Å−９．７０Å程度の距離にあって面（００１）に対応する特徴的な回折ピークを有する。天然タルクの場合、対応する回折ピークは９．３５オングストローム程度の距離にある。
【００４９】
同様に、本発明による合成タルク組成中では、合成鉱物粒子は、すぐれた結晶性と、十マイクロメートルを超えない極めて細かな粒度とを有する。本発明によるタルク組成物の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子は１０ｎｍ〜１０μｍの単峰性および単分散分布の粒度を有するのが有利である。
【００５０】
ところが、天然タルクを基にした粉砕手法の現状においては、そのような細かさ（１０ｎｍ〜２００ｎｍ）の粒子は物質を極度に「非結晶化」（結晶性の低下）しないと得られない。Ｘ線解析では、特徴的な回折ピーク、すなわち面（００１）については９．３５Å、面（０２０）については４．５５Å、面（００３）については３．１４Å、面（０６０）については１．５２Åの強さの減少となって現れる。
【００５１】
Ｘ線解析法の他、赤外線解析によっても、天然タルクだけでなく、例えばケロライト、ステベンサイト、スメクタイトなど他のフィロケイ酸塩に対して、本発明によるケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物を識別することができる。
【００５２】
今回の場合、本発明によるタルク組成物は、Ｘ線回折の解析により、
− 面（００１）の場合、９．４０Å〜９．６８Å程度の距離のところにあるピーク
− 面（０２０）の場合、４．５０Å〜４．７５Åにおけるピーク
− 面（００３）の場合、３．１０Å〜３．２０Åにおけるピーク
− 面（０６０）の場合、１．５０Å〜１．５５Åにおけるピーク
のような特徴的な回折ピークを有する回折図が得られる合成ケイ酸／ゲルマノ−金属鉱物粒子の結晶および層構造によって有利に識別することができる。
【００５３】
本発明によれば、面（００１）の回折ピークは９．５５Å−９．６５Å程度の距離のところにある。
【００５４】
本発明によるタルク組成物のいくつかは、鉱物粒子が非常に細かい粒度を有すること、結晶が安定していること、純度が高いこと、多くの応用例において従来のタルクにとって代わることができることに加え、多少目立った色調を帯びるという特異性を有し、その色は二価金属カチオン（Ｍｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｒ２＋）の性質、ならびに結晶格子内でのこれらのカチオンの比によって異なる。
【００５５】
例えば、本発明によるタルク組成物は、結晶格子の八面体部位を占有するのに、Ｎｉ２＋カチオンの方が（従来のタルクの）Ｍｇ２＋カチオンよりも少なくとも部分的に優先されるとき、鮮緑色または薄緑色である。
【００５６】
同様に、結晶格子の八面体部位が少なくとも部分的に
− Ｃｏ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は多少鮮やかなピンク色であり、
− Ｃｕ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は多少鮮やかな青色であり、
− Ｍｎ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物はチョコレート色であり、
− Ｆｅ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は灰色から錆色であり、
− Ｚｎ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は白色であり、
− Ｃｒ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は緑色から青色である。
【００５７】
このような背景において、岩石状の天然タルクは種々の色（緑、ピンク、ハチミツ色．．．）を有することがあるが、これを細かな粒子に粉砕すると、常に白色の粉末が形成されることに留意すべきである。事実、天然タルクの塊の色は素材の化学組成に固有な有色の中心によるものではなく、タルクの粒子の相互の特定の配置によるものであり、細粒に粉砕することにより全体が均一化され色が失われる。
【００５８】
本発明により、タルク組成物を形成する合成鉱物粒子が極めて細かい場合でも有色のタルク組成物を得ることができる。
【００５９】
同様に、結晶格子の八面体部位を占有するようになっている単数または複数の二価カチオンの選択に応じてＭｇ２＋カチオンを他の二価カチオンに置き換える原則に基けば、本発明によるタルク組成物は、導電性および／または熱伝導性において特に天然タルク組成物と異なることがある。
【００６０】
本発明によるタルク組成物は、相互に凝集された塊の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含む「素材」の形態をとることができる。そのようなタルク組成物は、特に、本発明による水熱処理から直接得ることができ、その後、その組成物に対し一連の粉砕が施される。
【００６１】
同じく本発明によるタルク組成物は、個別化された合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子の粉末状で乾いて組成物の形態とすることもできる。そのような粒子の粉末性を考えた場合、粒度が細かい（数十ナノメートルから十マイクロメートル）ため、粒子は、使用時まで保存しておく目的で溶液化するのが有利である。このような背景において、本発明によるタルク組成物はコロイド状組成物の形態をとるのが有利である。
【００６２】
本発明の特定の一実施形態によれば、
メタケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＯＳｉＯ２）の溶液およびメタゲルマニウム酸ナトリウム（Ｎａ２ＯＧｅＯ２）の溶液から選択された、少なくとも１種の塩溶液を含み、この２種の溶液のそれぞれの量が、下記のモル濃度比を有する、液体組成物と、
− 塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の二金属の塩化物を含み、前記金属塩化物のそれぞれについて、下記のようなモル濃度比を有する金属塩化物溶液（ＭＣｌ２）と、
− 塩酸溶液の存在下での
共沈反応により、出発物質である前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するのが有利である。
【００６３】
こうすることにより、下記の化学反応が行われる。
ただし、ｍ、ｎ’および（ｍ−ｎ’＋１）は正の整数である。
【００６４】
このタイプのゲルの調製はよく知られており、例えば、Ｄｅｃａｒｒｅａｕらの文献、１９８９（「Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｅｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｅ ｄｅｓ ｓｔｅｖｅｎｓｉｔｅｓ ｋｅｒｏｌｉｔｅｓ ｅｔ ｔａｌｃｓ，ｍａｇｎｅｓｉｅｎｓ ｅｔ ｎｉｃｋｅｌｉｆｅｒｅｓ，ｅｎｔｒｅ ８０ ｅｔ ２４０℃」−Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉｅ．Ｐａｒｉｓ−、ｔ．３０８、ｓｅｒｉｅ ＩＩ、ｐ．３０１−３０６）に示されている指示に従うことができる。
【００６５】
実際上は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏの前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するために、下記のステップを次々に実施するのが有利である。
− 塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の金属塩化物の適量の吸湿性結晶組成物をある体積の水中に溶かすことによって金属塩化物（ＭＣｌ２，ｎＨ２Ｏ）の酸性組成物を調製し、次に塩酸（ＨＣｌ）をこれに加えるステップ、
− メタケイ酸ナトリウムおよびメタゲルマン酸ナトリウムから選択されたある量の少なくとも１つの塩を適当な体積の水中に溶かすことによって液状組成物を調製するステップ、
− 共沈ゲルを形成させるように選択された（（Ｓｉ−Ｇｅ）４／Ｍ３タルクの化学量論）比で２種の水性組成物を混合するステップ。
【００６６】
種々の反応物質の使用量は、共沈反応終了時にＮａ＋およびＣｌ−イオンが等モル量で存在するように選択される。このようにして生成された食塩水（Ｎａ＋、Ｃｌ−）は、液体／固体分離を行うだけで除去することができる。
【００６７】
共沈が発生した後、例えば遠心分離またはろ過によってケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを回収し、本発明による水熱処理を施す。こうしてこの共沈ゲルを回収することにより、同時に、ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子の良好な結晶化にとって極めて有害なＮａ＋およびＣｌ−イオンがゲルから除去される。
【００６８】
本発明によれば、共沈ゲルが回収された後、特に、反応のすべてのＮａ＋およびＣｌ−イオンをゲルから除去するために、蒸留水で少なくとも１回このゲルの洗浄を行うのが有利である。この洗浄は浸透水で、あるいはただの水道水で行うことも可能である。
【００６９】
本発明は、先述または後述の特徴のすべてまたは一部を組み合わせることを特徴とする、タルク組成の調製方法ならびにタルク組成物にも関する。
【００７０】
本発明のその他の目的、長所および特徴は、添付の図面を参照して行う以下の説明および例を読むことにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】赤外線手段において記録され、本発明に記載の３種の異なるタルク組成物に対応する３つの吸収スペクトルを示す図である。
【図２】３８５０ｃｍ−１〜３５００ｃｍ−１に含まれるゾーンのレベルにおける上記スペクトルの拡大図である。
【図３】上で説明した３種の合成鉱物組成物に対応する、近赤外線において記録された３つの吸収スペクトルの６０００ｃｍ−１〜８０００ｃｍ−１に含まれるゾーンを示す図である。
【図４】前出の３種の合成鉱物組成物に対応する回折図ＲＸである。
【図５】前出の第４の特定の合成鉱物組成物に対応する回折図ＲＸである。
【図６】本発明による合成タルク組成物の走査電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図７】本発明による特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図８】本発明による別の特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図９】ａ及びｂは、本発明によるまた別の特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
Ａ）本発明によるタルク組成物の合成方法
１）ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの調製
ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルは共沈により以下の反応式に従って調製される。
【００７３】
この共沈反応により、タルクの化学量論比（３Ｍに対して４Ｓｉ／Ｇｅ）を有する水和ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを得ることができる。この反応は以下のものを基にして行われる：
１．五水和メタケイ酸ナトリウム水溶液、メタゲルマニウム酸ナトリウム水溶液、あるいはモル比がｘ：（１−ｘ）のこれら２種の溶液の混合物
２．蒸留水で希釈された１種または複数の金属塩（吸湿性結晶の形態）で調製された金属塩化物溶液
３．１Ｎ塩酸溶液
【００７４】
ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの調製は、以下のプロトコルに従って行われる。
１．塩酸溶液と１種（または複数）の金属塩化物溶液を混ぜる。
２．この混合液を、メタケイ酸および／またはメタゲルマニウム酸ナトリウム溶液に加える。ただちに共沈ゲルが形成される。
３．遠心分離（少なくとも３０００回転／分〜７０００回転／分で１５分間）および上澄み除去（生成された塩化ナトリウム溶液）後にゲルを回収する。
４．蒸留水または浸透水、あるいは水道水でゲルを洗浄する（少なくとも２サイクルの洗浄／遠心分離が必要）。
【００７５】
この第１段階が終了した後、強く水和したゼラチン状のケイ素／ゲルマニウム−金属ゲル（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏが得られる。このゲルはチキソトロピー挙動、すなわち、攪拌すると粘状から液状に変わり、ある時間が経過すると元の状態に戻るという挙動を示す。
【００７６】
２）ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理
上で得られたケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを３００℃〜６００℃の温度で水熱処理する。
【００７７】
これを行うために、
１．液化状態のゲルを反応装置／オートクレーブに入れ、場合によっては液体／固体比を０．８３程度の値に調節する（液体の量はｃｍ３で表し、固体の量はグラムで表す）。
２．処理の時間中、反応装置／オートクレーブを反応温度（３００℃から６００℃の間で設定）のオーブン内部に置く。
【００７８】
本発明者等は、粒子の粒度が水熱処理の温度に依存することを確認することができた。この温度が低いほど、合成粒子は小さくなる（６００℃程度の温度では１０ミクロン程度であるのに対し、３００℃では数十ナノメートル程度）。
【００７９】
本発明者等はまた、処理時間が主に合成粒子の結晶性および熱安定性に依存することを確認することができた。当初のゲル状隗を、結晶化された熱的に安定な個体材料に変換するには、水熱処理は充分に長時間でなければならない。
【００８０】
水熱処理中、ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルは、ゲル強度を次第に失って、時間の経過とともに結晶性が増加する粒子結晶構造をとるようになる。材料のこのような漸進的結晶化は、Ｘ線回折解析によって確認することができ、回折図上では、処理の全過程にわたって繊細になり強くなる特徴的なピークとして現れる。
【００８１】
この水熱処理が終了すると、水中に懸濁したケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含むコロイド状のタルク組成物が得られる。この水熱処理の後、
３．反応装置の内容物がろ過され、そこから固体相が回収される。
４．固形成分を６０℃のオーブンで１日間乾燥する。
５．乾燥後、固形成分をメノウ乳鉢で粉砕する。
【００８２】
最終的に、ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するのに用いられた１種または複数の金属塩化物の性質（ならびに場合によってはこれらの金属塩化物のそれぞれの比）によって色が異なる、粉砕された固形組成物が得られる。
【００８３】
Ｂ）得られたいくつかの物質の構造の解析および特徴の把握
上で説明したプロトコルに従って得られた種々のタルク組成物のうちのいくつかについてのみ以下に解析結果を示す。これらの結果から、本発明により、天然タルクの構造上の特徴に極めて近い構造上の特徴（特にラメラリティーおよび結晶性）を有する合成鉱物粒子の形成を実現することが可能となることが確認された。そればかりでなくこの結果は、本発明において、実施温度および時間を選択することにより、一定かつ予想可能な寸法および結晶特性を有する安定した純度の高い合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を極めて簡単に合成することができることも示している。
【００８４】
解析は、特に透過赤外線分光分析、Ｘ線回折、および電子顕微鏡観察によって行われた。収集したデータを添付の図面に示し、以下にコメントする。
【００８５】
１）赤外線解析
赤外線では、基準として、天然タルクに特徴的な振動帯域は以下の通りであること（解像度４ｃｍ−１）が知られている。
− ３６７８ｃｍ−１：Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動
− １０１８ｃｍ−１：Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の振動
− ６６９ｃｍ−１：Ｍｇ−Ｏ−Ｓｉ結合の振動
− ７１８５ｃｍ−１：Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動
【００８６】
図１から図３は、以下の３つのタルク組成物について中赤外線および近赤外線においてそれぞれ行われた解析の結果を示す。
− （八面体カチオンとしてＭｇ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＭｇ３００℃と記す）
− （八面体カチオンとしてＮｉ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＮｉ３００℃と記す）
− （八面体カチオンとして同モル比のＣｏ２＋およびＮｉ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４（Ｃｏ０．５Ｎｉ０．５）３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃と記す）
【００８７】
赤外線スペクトルの取得は４０００ｃｍ−１から４００ｃｍ−１の領域においてＮｉｃｏｌｅｔ５１０−ＦＴＩＲ分光計を使用して行われた。
【００８８】
赤外線手段において得られたスペクトル（図１および図２）は、合成タルク組成物−ＴａｌｃＭｇ３００℃−が構造上、天然タルクに極めて類似した鉱物組成であることを示している。このことは特に、Ｍｇ３−ＯＨ結合（３６７８ｃｍ−１）の振動、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（１０１８ｃｍ−１）の振動、およびＭｇ−Ｏ−Ｓｉ結合（６６９ｃｍ−１）の振動を表すピークが存在する現象として現れている。
【００８９】
近赤外線において拡散反射で行われた測定から得られた、図３に８０００ｃｍ−１から６０００ｃｍ−１の領域の拡大図を示した結果からも、７１８５ｃｍ−１において極めて顕著なピークが存在することを確認することができる。７１８５ｃｍ−１に位置するこのピークも天然タルクの４つの基準ピークを構成するものである。
【００９０】
この基準ピークの近傍に位置する７２６５ｃｍ−１のピークは、合成タルクの粒子が若干水和していることを表している。
【００９１】
同じく例として示した別の２つのタルク組成物（ＴａｌｃＮｉ３００℃／ＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃）では、その吸収赤外線スペクトルは、重なる４つのピークが存在し、天然タルクの４つの基準ピークのごく近傍にあるなど、合成タルク組成物（ＴａｌｃＭｇ３００℃）のスペクトルとの間で多数の類似点がある。
【００９２】
赤外線スペクトルのこれらの類似点は、本発明によるタルク組成物の合成鉱物粒子と天然タルクの粒子との間に、構造上極めて高い類似点が存在することを示している。いくつかのピークについて場合によっては偏移が見られることがあるが（例えば７３００ｃｍ−１〜７０００ｃｍ−１の領域において）、これは主に結晶格子の八面体カチオンの寸法差によるものである。
【００９３】
２）Ｘ線回折解析
Ｘ線回折解析においては、天然タルクは４つの特徴的な回折ピーク、すなわち
− 面（００１）の場合、９．３５Åの距離にあるピーク
− 面（０２０）の場合、４．５５Åにおけるピーク
− 面（００３）の場合、３．１４Åにおけるピーク
− 面（０６０）の場合、１．５２Åにおけるピーク
を有することが知られている。
【００９４】
ＲＸ回折図は、機器ＸＰＥＲＴ−ＭＰＤ（ＰａｎＡｎａｌｙｔｉｃａｌ）で記録された。
【００９５】
測定２θのピッチは０．０１°であり、蓄積時間は２秒／ピッチである。加速電圧は４０ｋＶであり、電流強度は５５ｍＡである。構造上の等距離を与えるブラッグ式はｄｈｋｌ＝０．７７０３／ｓｉｎθである。
【００９６】
図４は、上で引用した３つの組成物、すなわち
− ＴａｌｃＭｇ３００℃と記すＳｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２
− ＴａｌｃＮｉ３００℃と記すＳｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２
− ＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃と記すＳｉ４（Ｃｏ０．５Ｎｉ０．５）３Ｏ１０（ＯＨ）２
について行われた解析の結果を示す。
【００９７】
同様に図５は本発明に従って調製された組成物Ｇｅ４Ｆｅ３Ｏ１０（ＯＨ）２のＲＸ回折図である。
【００９８】
これらの解析により、赤外線分光法で観測されたことが正しいことがわかる。本発明に従って調製されたタルク組成物の合成鉱物粒子と天然タルクの粒子の間には、構造上、高い類似性が存在する。
【００９９】
特に、面（０２０）、（００３）および（０６０）に対応する回折ピークは、天然タルクの基準回折ピークの位置と完璧に一致する位置を有する。
【０１００】
面（００１）の回折ピークの位置のみが基準ピークの位置から若干異なっている（９．３５Åではなく９．５７〜９．６４Å）。この値の差は主に、
− 天然タルクの粒子サイズとは異なり粒子サイズがナノメートル級であること
− 合成鉱物粒子の残留水和が極めて軽微であること
− 場合によっては、結晶格子の八面体カチオンの性質
に由来するものである。
【０１０１】
しかしながら、残留水和によって生じる誤差は、反応時間が長くなり乾燥が強くなるに従って減少することを明記しなければならない。
【０１０２】
最後に、面（００１）、（０２０）、（００３）および（０６０）のピークの半値幅は、本発明によるタルク組成物のケイ素／ゲルマニウム金属鉱物粒子が良好な結晶性を有することを示している。
【０１０３】
粒子Ｇｅ４Ｆｅ３Ｏ１０（ＯＨ）２（図５）を表す回折図ＲＸの場合、面（００３）に対応する回折のピークの強度が高いことは、部分的に、酸化ゲルマニウムによる汚染が原因であることに留意されたい。
【０１０４】
３）粒子の粒度の顕微鏡観察および評価
本発明によるタルク組成物となることが可能な粉末は極めて細かいため、粉末を構成する合成鉱物粒子の寸法および粒度分布は、走査および界磁効果電子顕微鏡法および透過電子顕微鏡における観察によって評価された。図６、図７、図８、図９ａおよび図９ｂに示す顕微鏡写真はこれらの観察の際に撮影されたものである。
【０１０５】
図６および図７は、３日間の３００℃水熱処理によって調製された本発明による２種のタルク組成物の観察に関するものである。この場合、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物および式Ｓｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物に関するものである。
【０１０６】
どちらの場合も基本粒子の粒度は２０ｎｍ〜１００ｎｍの間で変わることがわかる。
【０１０７】
これら２枚の写真は、粒子の密度が原因で粒子同士の凝固の外観が間違って見える。実際には基本粒子は個別化された状態にある。万一これらの粒子間の若干の癒着があるとすれば、それは残留水分によるものであると思われる。
【０１０８】
図８は、３０日間の４００℃水熱処理の後に得られた式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物の観察に関するものである。
【０１０９】
対応する顕微鏡写真を観察すると、合成タルクの粒子が３μｍ程度の粒度を有していることがわかる。
【０１１０】
図９ａおよび図９ｂは、３０日間の６００℃水熱処理の後に得られた式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物の観察に関するものである。対応する２つの顕微鏡写真を観察すると、合成タルクの粒子が６μｍ程度の平均寸法を有していることがわかる。
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２の少なくとも１種の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物を含み、化学的かつ構造上、天然タルクに極めて類似した粒子の形態で存在するタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法に関する。これらの鉱物粒子の粒度はほぼ単峰性で単分散であり、この方法が実施される際に適用される特定のパラメータに応じて、数十ナノメートルから十マイクロメートルの間で変わる。本発明は、この方法を実施することによって得られ、天然タルクと同様の、さらには天然タルクよりすぐれた諸特性、特に機械的特性および化学的特性を示し、数多くの応用例において天然タルクの代替物となることが可能なタルク組成物にも関する。
【０００２】
天然タルクは鉱物であって、重ね合わせられたシート状の構造組織を有する、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の水和ケイ酸マグネシウムであリ、各シートは２つの倒立台形層の間に挿入された八面体層から成る結晶構造を有する。
【０００３】
タルクは主に細粒の形態で使用され、（その化学的安定性のため、例えば有効成分や高価な材料を希釈するための）不活性充填材として、あるいは（例えば種々の材料のいくつかの機械的特性または電気的特性を矯正／強化するための）潤滑剤、乳剤、撥水剤のような機能的添加剤としてタルクが組成中に含まれる、熱可塑性材料、エラストマ、紙、塗料、ワニス、織物、冶金、薬品、化粧品、植物衛生製品、肥料など、多数の工業分野で用いられている。またタルクは油分吸収能力が高いため、新しい汚染防止技術の開発においても数多くの展望を開いている。
【０００４】
これらの応用例の多くで、純度が高いこと、ラメラリティーが高いこと、粒子が細かいこと、粒度およびラメラリティー分布が狭いことが求められているが、それは、最終製品の品質はこれらの特性によって決まるからである。
【０００５】
ところで、天然タルク塊から粉末状組成を調製するにあたり、タルクの従来の粉砕および処理方法では上に示した基準を本当に正確に制御することはできない。
【０００６】
事実、純度が１００％である天然タルクの粉末固形組成物は現在のところ存在しない。この組成物の粒子はすべてが化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たすわけではないので、この化学式は非常に理論的なものでしかない。天然タルクの純度および不純度の性質（Ｆｅ、Ａｌ、Ｆの含有率が多少高く、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｎａおよび／またはＫが微量であること）は産出される鉱床によって異なる。
【０００７】
同様に、粒度（粉末粒子の細かさおよび粒度分布）は主に、機械的粉砕方法および用いられる材料によって異なる。機械的粉砕によって天然タルクから得られる粉末は、通常、数マイクロメートルから数百マイクロメートル程度の粒度を有する。
【０００８】
機械的粉砕は、無視できない粒子の粒度分布の変動だけでなく、タルクの構造の漸進的で有意な劣化および結晶構造内における多数の欠陥の出現をもたらす。粉砕が細かいほど、当初の結晶構造が劣化する。
【０００９】
この点に関し、ＮＡＮＯＴＡＬＣ（登録商標）、すなわち特に強力な機械的粉砕方法で調製された７０〜１２０ｎｍの粒子を含む天然タルク粉末組成物が知られている。ＮＡＮＯＴＡＬＣ（登録商標）は、鉱物の結晶構造が悪化していることは別としても、天然タルクから調製されるあらゆる組成物と同様に、純度は１００％ではない。
【００１０】
また、合成タルクの調製に関して長年にわたり理論的かつ科学的な研究がなされてきたが、現在に至るまで、満足のゆく実用的な結果、特に品質および工業的規模での利用の収益性に関する制約条件に適合する結果は得られていない。
【００１１】
Ｄｅｃａｒｒｅａｕらの文献、１９８９（「Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｅｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｅ ｄｅｓ ｓｔｅｖｅｎｓｉｔｅｓ ｋｅｒｏｌｉｔｅｓ ｅｔ ｔａｌｃｓ，ｍａｇｎｅｓｉｅｎｓ ｅｔ ｎｉｃｋｅｌｉｆｅｒｅｓ，ｅｎｔｒｅ ８０ ｅｔ ２４０℃（８０〜２４０℃におけるマグネシウムおよびニッケル含有ステベンサイト、ケロライトおよびタルクの合成および安定性）」−Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉｅ．Ｐａｒｉｓ−、ｔ．３０８、ｓｅｒｉｅ ＩＩ、ｐ．３０１−３０６）は、適用される操作条件に従って、ステベンサイト、ケロライトおよび／またはタルクの多少とも特有な形成が得られる方法について記載している。
【００１２】
この方法ではまず、メタケイ酸ナトリウム溶液を塩化マグネシウム（またはニッケル）溶液と反応させることにより初期共沈物を形成させる。次にゼラチン状であって、Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏ（またはＳｉ４Ｎｉ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏ）の化学式を有する強く水和したケイ素金属ゲルが得られる。一連の遠心分離および蒸留水洗浄により、共沈反応の終了時に形成されるＮａＣｌをこのケイ素金属ゲルから除去することができる。
【００１３】
次に、ゼラチン状組織で強く水和されたこの組成物を、固体で乾燥された、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｎは、固形物質の孔の内部に閉じ込められ、固形物質との間で特に安定な複合体を形成する、いくつかの水分子を意味する（この場合、ｎ＜＜ｎ’）のケイ素金属組成物に変換することができる強力な乾燥をケイ素金属ゲルに施す。次にこの固形乾燥ケイ素金属組成物を細かな粉末に粉砕／粉状化した後、飽和水蒸気圧での水熱処理にかける。この目的のため、蒸留水中に粉末を分散させる（例えば３０ｃｍ３に対し粉末２００ｍｇ）。混合物を、ポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））で内部が被覆された金属製オートクレーブ（または反応装置）に入れる。この水熱処理の継続時間は１５日程度から数カ月とし、処理温度は８０℃から２４０℃の間とすることができる。
【００１４】
この文献は、１００℃未満の温度で行われる１５日程度の水熱処理によってステベンサイトが形成されることを示している。１１０℃〜１４０℃程度の温度ではケロライトが得られ、１７０℃〜２４０℃程度の温度ではタルクが得られる。
【００１５】
この方法で調製されるタルクの場合、（特に１３５℃で行われる）逆行性変質試験により、この文献の著者は、結晶性の低下として現れる構造的不安定性およびケロライト形成の傾向を確認することができた。
【００１６】
したがってＤｅｃａｒｒｅａｕらの１９８９年の文献に記載されている水熱合成方法では、特に結晶性および熱的安定性において満足のゆく品質のタルク組成物を得ることができない。
【００１７】
本発明は、ラメラリティーおよび細かく低分散の粒度、ならびに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タルク組成物の調製方法を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、簡単かつ迅速に実施することができ工業的利用に関する制約条件に適合するそのような方法を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明は、種々の応用例において天然タルクの組成物の代替物として使用することができるタルク組成物を提供することも目的とする。これを行うために、本発明によって提供されるタルク組成物は、天然タルクの構造に極めて近い結晶構造およびラメラ構造を有する鉱物粒子を含む。
【００２０】
本発明の別の目的は、合成タルクだけでなく、タルクのゲルマニウム含有類似体、すなわち天然タルクの結晶構造を想起させる結晶構造であるが、結晶格子のＳｉ４＋カチオンが少なくとも部分的にＧｅ４＋カチオンで置き換えられた化合物も調製するのに用いることができる方法を提供することである。
【００２１】
同様に、本発明は、天然タルクと比較して特別な色調および／または電気伝導性および／または熱伝導性を有する粒子を含むタルク組成物を調製することができる方法を提供することを目的とする。
【００２２】
これを行うために、本発明は、結晶および層構造を有し、次式で表される、
（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法に関する。
− 式中、Ｍが少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、ｙ（ｉ）が下記の比を表し、
− ｘが間隔［０；１］の実数であり、下記の比に相当する
【００２３】
本発明による方法は、液体状態で式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、調製すべきケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子に所望される粒度および構造安定性に応じて選択された時間、３００℃〜６００℃の温度で前記水熱処理を行う。
【００２５】
本発明によれば、出発物質であるケイ素／ゲルマニウム−金属生成物は、直接水熱処理にかけられ、ゲルすなわち強く水和されゼラチン状稠度を有する物質の形態になる。このゲルはそのチキソトロピー挙動により、ただ機械的に攪拌するだけで液化させることができる。
【００２６】
本発明によるケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を実施するのにあたっては、固形部分（当初のゲル、最終生成物、場合によって中間生成物）の焼成を防止するために、水の補足的追加を考えることができる。焼成を防ぐための水の追加の必要性ならびに加える水の最少量は主に、当初のゲルの水和度、処理温度ならびにこの処理の継続時間によって異なる。
【００２７】
水熱処理の継続時間は１日から数日間となることがあるが、特に、最終的に得られる合成鉱物の結晶性に対し大きな影響を与える。
【００２８】
したがって、本発明は、特に以下のような本質的かつ驚くべき確認に由来する。
− 一方では、３００℃〜６００℃の（Ｄｅｃａｒｒｅａｕら、１９８９年の文献において推奨されている１１０℃〜２４０℃と比べ）比較的高い温度で行われる水熱処理により、天然タルクの構造特性（特にラメラ性、結晶性）に極めて類似した構造特性およびすぐれた熱安定性を有する合成鉱物粒子が形成されること。
− 他方では、特に温度の選択によって行う本発明による方法により、安定で、純度が高く、結晶サイズおよび構造が極めて正確に規定されかつ予想可能な合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を極めて簡単に合成することが可能であること。
【００２９】
本発明によれば、オートクレーブで前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うのが有利である。好ましくは、内装がチタン製またはステンレス製の鋼製オートクレーブを使用する。
【００３０】
本発明によれば、オートクレーブ内で、処理温度にまで達したこのオートクレーブの内部において少なくとも飽和水蒸気雰囲気を発生させるのに足る量の水（好ましくは蒸留水）を前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルに加えるのが有利である。
【００３１】
本発明の一変形実施形態によれば、１６バール程度の圧力で前記水熱処理を行うのが有利である。
【００３２】
本発明によれば、液体の量をｃｍ３で表し、固体の量をグラムで表すとき、０．８３程度の液体／固体比を有する液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルで水熱処理を行うのが有利である。万一、必要であれば、この比に到達するために適量の水を前記液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルに加える。
【００３３】
本発明によれば、攪拌しながら水熱処理を行うのが有利である。この目的のため、オートクレーブの内部に例えば磁気攪拌棒を配置する。
【００３４】
本発明による水熱処理が終了すると、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むコロイド状溶液の形態のタルク組成物が得られる。これらの合成鉱物粒子は、水中では溶液であるが、多かれ少なかれ個別化した状態になることも、塊状になった合成鉱物基本粒子で形成される多少大きな塊になることもある。これらの基本粒子の粒度は、水熱処理の適用温度、すなわち３００℃〜６００℃の間で選択された温度によって異なり、数十ナノメートルから十マイクロメートルの間で変わる。
【００３５】
本発明によれば、前記水熱処理の終了時、コロイドタルク組成を回収し、個別化されたケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物を得るために、前記コロイドタルク組成物を乾燥ステップ次いで機械的粉砕ステップにかけるのが有利である。こうして組成物の塊は粉砕されて個別化された基本粒子になる。これらの基本粒子の粒度分布はほぼ単峰性かつ単分散である。
【００３６】
本発明によれば、乾燥は、オーブンを使用し、例えば６０℃程度の温度で少なくとも１日から２日行うことができるのが有利である。タルク組成物が汚染するリスクを回避するために、粉砕は、好ましくは例えばメノウ製の乳鉢により機械的に行うのが有利である。
【００３７】
本発明によれば、３００℃程度の温度で、例えば３日間程度水熱処理を行うのが有利である。そうすることにより、粒度が２０ｎｍ〜１００ｎｍの基本粒子が最終的に得られる。
【００３８】
本発明によれば、４００℃程度の温度で、例えば１．５日間程度、水熱処理を行うのが有利である。そうすることにより、粒度が３μｍ程度の基本粒子が最終的に得られる。
【００３９】
本発明によれば、５００℃〜６００℃程度の温度で、例えば１日間程度（すなわちおおむね２４時間）、水熱処理を行うのが有利である。このようにして合成された合成鉱物の粒子は数マイクロメートル〜十マイクロメートルの粒度を有する。
【００４０】
本発明はこのようにして調製されたタルク組成物にも関し、それらのタルク組成物は、例えば、液体中に個別化され分散した状態で存在する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子の組成物など、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含むコロイド状溶液として存在することも、前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が塊状になるか、個別化され基本粒子として分散する、無水固形組成物として存在することもできる。
【００４１】
ここで取り上げるのは特に鉱物性固体粒子がすべて同じ化学的性質を有する組成物である。ここでは、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たす合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子がそれである。上式において、
− Ｍは、少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
− ｘは間隔［０；１］の実数である。
【００４２】
本発明に従って調製することができる合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物の化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２において、ＳｉおよびＧｅは結晶格子の四面体部位を占有するケイ素イオンおよび／またはゲルマニウムイオンを指す。Ｍは、八面体部位の二価金属カチオン（例えばＭｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｍｎ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋および／またはＣｒ２＋）
を表す。
【００４３】
したがって本発明で言うタルク組成物として例えば合成タルクを挙げることができ、その場合、鉱物粒子は化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２を満たす。
【００４４】
また、例えば「ゲルマニウム含有」組成物、すなわちタルクの結晶構造を想起させるが、四面体部位のＳｉ４＋カチオンが少なくとも部分的にＧｅ４＋カチオンで置き換えられた粒子を含む組成物など、タルク組成物に類似する組成物も該当する。同様に、天然タルクの粒子と比較して改良された物性、特に光学的特性および／または電気的特性を有する粒子を得るために、八面体部位のマグネシウムイオンが様々の比で他の二価カチオンで置き換えられたときの「誘導組成物」または「官能化組成物」も該当する。
【００４５】
Ｘ線および赤外線分光分析により、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１１，ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素金属ゲル（すなわち、化学式ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏでｘが１に等しく、Ｍがマグネシウムを表す、ケイ素／ゲルマニウム金属ゲルに対して直接適用される本発明による水熱処理により、懸濁粒子が特に結晶性およびラメラリティーに関して天然タルクに対する高い類似性を示す（この確認は特に赤外線手段における透過および近赤外線での分散反射によって得られるスペクトルを基にして行われた）合成タルクのコロイド状組成物が得られることを明らかにすることができた。
【００４６】
またこれらの分析により、この方法は、本発明による化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏを満たすケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの全体に対して一般化することが可能であることも確認することができた。この方法により、構造上天然タルクに極めて類似した、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物の合成が可能である。実際、これらの合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子は重ね合わせられたシート状のナノメートル組織を有し、各シートが、（Ｓｉ４＋および／またはＧｅ４＋イオンによって占有された）２つの倒立台形層の間に挿入された、（二価金属イオンすなわちＭｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋および／またはＮｉ２＋によって占有された）八面体層から成る結晶構造を有する。
【００４７】
しかしながら、本発明に従って調製される合成タルク組成物（すなわちｘが１に等しくＭがマグネシウムを表す化学式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物）の場合、合成タルクはその純度が天然タルク組成物と異なることに留意されたい。本発明による合成タルク組成物中では、鉱物粒子は専ら、化学式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の粒子である。ところが、現状では、純度が１００％の天然タルクから調製される粉末組成物は存在しない。
【００４８】
特にＸ線解析では、対応する回折曲線は、９．４０Å−９．７０Å程度の距離にあって面（００１）に対応する特徴的な回折ピークを有する。天然タルクの場合、対応する回折ピークは９．３５オングストローム程度の距離にある。
【００４９】
同様に、本発明による合成タルク組成中では、合成鉱物粒子は、すぐれた結晶性と、十マイクロメートルを超えない極めて細かな粒度とを有する。本発明によるタルク組成物の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子は１０ｎｍ〜１０μｍの単峰性および単分散分布の粒度を有するのが有利である。
【００５０】
ところが、天然タルクを基にした粉砕手法の現状においては、そのような細かさ（１０ｎｍ〜２００ｎｍ）の粒子は物質を極度に「非結晶化」（結晶性の低下）しないと得られない。Ｘ線解析では、特徴的な回折ピーク、すなわち面（００１）については９．３５Å、面（０２０）については４．５５Å、面（００３）については３．１４Å、面（０６０）については１．５２Åの強さの減少となって現れる。
【００５１】
Ｘ線解析法の他、赤外線解析によっても、天然タルクだけでなく、例えばケロライト、ステベンサイト、スメクタイトなど他のフィロケイ酸塩に対して、本発明によるケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物を識別することができる。
【００５２】
今回の場合、本発明によるタルク組成物は、Ｘ線回折の解析により、
− 面（００１）の場合、９．４０Å〜９．６８Å程度の距離のところにあるピーク
− 面（０２０）の場合、４．５０Å〜４．７５Åにおけるピーク
− 面（００３）の場合、３．１０Å〜３．２０Åにおけるピーク
− 面（０６０）の場合、１．５０Å〜１．５５Åにおけるピーク
のような特徴的な回折ピークを有する回折図が得られる合成ケイ酸／ゲルマノ−金属鉱物粒子の結晶および層構造によって有利に識別することができる。
【００５３】
本発明によれば、面（００１）の回折ピークは９．５５Å−９．６５Å程度の距離のところにある。
【００５４】
本発明によるタルク組成物のいくつかは、鉱物粒子が非常に細かい粒度を有すること、結晶が安定していること、純度が高いこと、多くの応用例において従来のタルクにとって代わることができることに加え、多少目立った色調を帯びるという特異性を有し、その色は二価金属カチオン（Ｍｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｒ２＋）の性質、ならびに結晶格子内でのこれらのカチオンの比によって異なる。
【００５５】
例えば、本発明によるタルク組成物は、結晶格子の八面体部位を占有するのに、Ｎｉ２＋カチオンの方が（従来のタルクの）Ｍｇ２＋カチオンよりも少なくとも部分的に優先されるとき、鮮緑色または薄緑色である。
【００５６】
同様に、結晶格子の八面体部位が少なくとも部分的に
− Ｃｏ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は多少鮮やかなピンク色であり、
− Ｃｕ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は多少鮮やかな青色であり、
− Ｍｎ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物はチョコレート色であり、
− Ｆｅ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は灰色から錆色であり、
− Ｚｎ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は白色であり、
− Ｃｒ２＋カチオンで占有されているときは、タルク組成物は緑色から青色である。
【００５７】
このような背景において、岩石状の天然タルクは種々の色（緑、ピンク、ハチミツ色．．．）を有することがあるが、これを細かな粒子に粉砕すると、常に白色の粉末が形成されることに留意すべきである。事実、天然タルクの塊の色は素材の化学組成に固有な有色の中心によるものではなく、タルクの粒子の相互の特定の配置によるものであり、細粒に粉砕することにより全体が均一化され色が失われる。
【００５８】
本発明により、タルク組成物を形成する合成鉱物粒子が極めて細かい場合でも有色のタルク組成物を得ることができる。
【００５９】
同様に、結晶格子の八面体部位を占有するようになっている単数または複数の二価カチオンの選択に応じてＭｇ２＋カチオンを他の二価カチオンに置き換える原則に基けば、本発明によるタルク組成物は、導電性および／または熱伝導性において特に天然タルク組成物と異なることがある。
【００６０】
本発明によるタルク組成物は、相互に凝集された塊の合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含む「素材」の形態をとることができる。そのようなタルク組成物は、特に、本発明による水熱処理から直接得ることができ、その後、その組成物に対し一連の粉砕が施される。
【００６１】
同じく本発明によるタルク組成物は、個別化された合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子の粉末状で乾いて組成物の形態とすることもできる。そのような粒子の粉末性を考えた場合、粒度が細かい（数十ナノメートルから十マイクロメートル）ため、粒子は、使用時まで保存しておく目的で溶液化するのが有利である。このような背景において、本発明によるタルク組成物はコロイド状組成物の形態をとるのが有利である。
【００６２】
本発明の特定の一実施形態によれば、
メタケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＯＳｉＯ２）の溶液およびメタゲルマニウム酸ナトリウム（Ｎａ２ＯＧｅＯ２）の溶液から選択された、少なくとも１種の塩溶液を含み、この２種の溶液のそれぞれの量が、下記のモル濃度比を有する、液体組成物と、
− 塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の二金属の塩化物を含み、前記金属塩化物のそれぞれについて、下記のようなモル濃度比を有する金属塩化物溶液（ＭＣｌ２）と、
− 塩酸溶液の存在下での
共沈反応により、出発物質である前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するのが有利である。
【００６３】
こうすることにより、下記の化学反応が行われる。
ただし、ｍ、ｎ’および（ｍ−ｎ’＋１）は正の整数である。
【００６４】
このタイプのゲルの調製はよく知られており、例えば、Ｄｅｃａｒｒｅａｕらの文献、１９８９（「Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｅｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｅ ｄｅｓ ｓｔｅｖｅｎｓｉｔｅｓ ｋｅｒｏｌｉｔｅｓ ｅｔ ｔａｌｃｓ，ｍａｇｎｅｓｉｅｎｓ ｅｔ ｎｉｃｋｅｌｉｆｅｒｅｓ，ｅｎｔｒｅ ８０ ｅｔ ２４０℃」−Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉｅ．Ｐａｒｉｓ−、ｔ．３０８、ｓｅｒｉｅ ＩＩ、ｐ．３０１−３０６）に示されている指示に従うことができる。
【００６５】
実際上は、式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏの前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するために、下記のステップを次々に実施するのが有利である。
− 塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の金属塩化物の適量の吸湿性結晶組成物をある体積の水中に溶かすことによって金属塩化物（ＭＣｌ２，ｎＨ２Ｏ）の酸性組成物を調製し、次に塩酸（ＨＣｌ）をこれに加えるステップ、
− メタケイ酸ナトリウムおよびメタゲルマン酸ナトリウムから選択されたある量の少なくとも１つの塩を適当な体積の水中に溶かすことによって液状組成物を調製するステップ、
− 共沈ゲルを形成させるように選択された（（Ｓｉ−Ｇｅ）４／Ｍ３タルクの化学量論）比で２種の水性組成物を混合するステップ。
【００６６】
種々の反応物質の使用量は、共沈反応終了時にＮａ＋およびＣｌ−イオンが等モル量で存在するように選択される。このようにして生成された食塩水（Ｎａ＋、Ｃｌ−）は、液体／固体分離を行うだけで除去することができる。
【００６７】
共沈が発生した後、例えば遠心分離またはろ過によってケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを回収し、本発明による水熱処理を施す。こうしてこの共沈ゲルを回収することにより、同時に、ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子の良好な結晶化にとって極めて有害なＮａ＋およびＣｌ−イオンがゲルから除去される。
【００６８】
本発明によれば、共沈ゲルが回収された後、特に、反応のすべてのＮａ＋およびＣｌ−イオンをゲルから除去するために、蒸留水で少なくとも１回このゲルの洗浄を行うのが有利である。この洗浄は浸透水で、あるいはただの水道水で行うことも可能である。
【００６９】
本発明は、先述または後述の特徴のすべてまたは一部を組み合わせることを特徴とする、タルク組成の調製方法ならびにタルク組成物にも関する。
【００７０】
本発明のその他の目的、長所および特徴は、添付の図面を参照して行う以下の説明および例を読むことにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】赤外線手段において記録され、本発明に記載の３種の異なるタルク組成物に対応する３つの吸収スペクトルを示す図である。
【図２】３８５０ｃｍ−１〜３５００ｃｍ−１に含まれるゾーンのレベルにおける上記スペクトルの拡大図である。
【図３】上で説明した３種の合成鉱物組成物に対応する、近赤外線において記録された３つの吸収スペクトルの６０００ｃｍ−１〜８０００ｃｍ−１に含まれるゾーンを示す図である。
【図４】前出の３種の合成鉱物組成物に対応する回折図ＲＸである。
【図５】前出の第４の特定の合成鉱物組成物に対応する回折図ＲＸである。
【図６】本発明による合成タルク組成物の走査電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図７】本発明による特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図８】本発明による別の特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【図９】ａ及びｂは、本発明によるまた別の特定の種類の組成物の合成鉱物粒子のナノメートル寸法、ならびにほぼ単峰性かつ単分散的な分散を示す、透過電子顕微鏡像で撮影された顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
Ａ）本発明によるタルク組成物の合成方法
１）ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの調製
ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルは共沈により以下の反応式に従って調製される。
【００７３】
この共沈反応により、タルクの化学量論比（３Ｍに対して４Ｓｉ／Ｇｅ）を有する水和ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを得ることができる。この反応は以下のものを基にして行われる：
１．五水和メタケイ酸ナトリウム水溶液、メタゲルマニウム酸ナトリウム水溶液、あるいはモル比がｘ：（１−ｘ）のこれら２種の溶液の混合物
２．蒸留水で希釈された１種または複数の金属塩（吸湿性結晶の形態）で調製された金属塩化物溶液
３．１Ｎ塩酸溶液
【００７４】
ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの調製は、以下のプロトコルに従って行われる。
１．塩酸溶液と１種（または複数）の金属塩化物溶液を混ぜる。
２．この混合液を、メタケイ酸および／またはメタゲルマニウム酸ナトリウム溶液に加える。ただちに共沈ゲルが形成される。
３．遠心分離（少なくとも３０００回転／分〜７０００回転／分で１５分間）および上澄み除去（生成された塩化ナトリウム溶液）後にゲルを回収する。
４．蒸留水または浸透水、あるいは水道水でゲルを洗浄する（少なくとも２サイクルの洗浄／遠心分離が必要）。
【００７５】
この第１段階が終了した後、強く水和したゼラチン状のケイ素／ゲルマニウム−金属ゲル（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏが得られる。このゲルはチキソトロピー挙動、すなわち、攪拌すると粘状から液状に変わり、ある時間が経過すると元の状態に戻るという挙動を示す。
【００７６】
２）ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理
上で得られたケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを３００℃〜６００℃の温度で水熱処理する。
【００７７】
これを行うために、
１．液化状態のゲルを反応装置／オートクレーブに入れ、場合によっては液体／固体比を０．８３程度の値に調節する（液体の量はｃｍ３で表し、固体の量はグラムで表す）。
２．処理の時間中、反応装置／オートクレーブを反応温度（３００℃から６００℃の間で設定）のオーブン内部に置く。
【００７８】
本発明者等は、粒子の粒度が水熱処理の温度に依存することを確認することができた。この温度が低いほど、合成粒子は小さくなる（６００℃程度の温度では１０ミクロン程度であるのに対し、３００℃では数十ナノメートル程度）。
【００７９】
本発明者等はまた、処理時間が主に合成粒子の結晶性および熱安定性に依存することを確認することができた。当初のゲル状隗を、結晶化された熱的に安定な個体材料に変換するには、水熱処理は充分に長時間でなければならない。
【００８０】
水熱処理中、ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルは、ゲル強度を次第に失って、時間の経過とともに結晶性が増加する粒子結晶構造をとるようになる。材料のこのような漸進的結晶化は、Ｘ線回折解析によって確認することができ、回折図上では、処理の全過程にわたって繊細になり強くなる特徴的なピークとして現れる。
【００８１】
この水熱処理が終了すると、水中に懸濁したケイ素／ゲルマニウム−金属粒子を含むコロイド状のタルク組成物が得られる。この水熱処理の後、
３．反応装置の内容物がろ過され、そこから固体相が回収される。
４．固形成分を６０℃のオーブンで１日間乾燥する。
５．乾燥後、固形成分をメノウ乳鉢で粉砕する。
【００８２】
最終的に、ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するのに用いられた１種または複数の金属塩化物の性質（ならびに場合によってはこれらの金属塩化物のそれぞれの比）によって色が異なる、粉砕された固形組成物が得られる。
【００８３】
Ｂ）得られたいくつかの物質の構造の解析および特徴の把握
上で説明したプロトコルに従って得られた種々のタルク組成物のうちのいくつかについてのみ以下に解析結果を示す。これらの結果から、本発明により、天然タルクの構造上の特徴に極めて近い構造上の特徴（特にラメラリティーおよび結晶性）を有する合成鉱物粒子の形成を実現することが可能となることが確認された。そればかりでなくこの結果は、本発明において、実施温度および時間を選択することにより、一定かつ予想可能な寸法および結晶特性を有する安定した純度の高い合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を極めて簡単に合成することができることも示している。
【００８４】
解析は、特に透過赤外線分光分析、Ｘ線回折、および電子顕微鏡観察によって行われた。収集したデータを添付の図面に示し、以下にコメントする。
【００８５】
１）赤外線解析
赤外線では、基準として、天然タルクに特徴的な振動帯域は以下の通りであること（解像度４ｃｍ−１）が知られている。
− ３６７８ｃｍ−１：Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動
− １０１８ｃｍ−１：Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の振動
− ６６９ｃｍ−１：Ｍｇ−Ｏ−Ｓｉ結合の振動
− ７１８５ｃｍ−１：Ｍｇ３−ＯＨ結合の振動
【００８６】
図１から図３は、以下の３つのタルク組成物について中赤外線および近赤外線においてそれぞれ行われた解析の結果を示す。
− （八面体カチオンとしてＭｇ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＭｇ３００℃と記す）
− （八面体カチオンとしてＮｉ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＮｉ３００℃と記す）
− （八面体カチオンとして同モル比のＣｏ２＋およびＮｉ２＋を用いる）上で記述した方法により、３日間の３００℃水熱処理によって調製した式Ｓｉ４（Ｃｏ０．５Ｎｉ０．５）３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物（図ではこの組成物をＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃と記す）
【００８７】
赤外線スペクトルの取得は４０００ｃｍ−１から４００ｃｍ−１の領域においてＮｉｃｏｌｅｔ５１０−ＦＴＩＲ分光計を使用して行われた。
【００８８】
赤外線手段において得られたスペクトル（図１および図２）は、合成タルク組成物−ＴａｌｃＭｇ３００℃−が構造上、天然タルクに極めて類似した鉱物組成であることを示している。このことは特に、Ｍｇ３−ＯＨ結合（３６７８ｃｍ−１）の振動、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（１０１８ｃｍ−１）の振動、およびＭｇ−Ｏ−Ｓｉ結合（６６９ｃｍ−１）の振動を表すピークが存在する現象として現れている。
【００８９】
近赤外線において拡散反射で行われた測定から得られた、図３に８０００ｃｍ−１から６０００ｃｍ−１の領域の拡大図を示した結果からも、７１８５ｃｍ−１において極めて顕著なピークが存在することを確認することができる。７１８５ｃｍ−１に位置するこのピークも天然タルクの４つの基準ピークを構成するものである。
【００９０】
この基準ピークの近傍に位置する７２６５ｃｍ−１のピークは、合成タルクの粒子が若干水和していることを表している。
【００９１】
同じく例として示した別の２つのタルク組成物（ＴａｌｃＮｉ３００℃／ＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃）では、その吸収赤外線スペクトルは、重なる４つのピークが存在し、天然タルクの４つの基準ピークのごく近傍にあるなど、合成タルク組成物（ＴａｌｃＭｇ３００℃）のスペクトルとの間で多数の類似点がある。
【００９２】
赤外線スペクトルのこれらの類似点は、本発明によるタルク組成物の合成鉱物粒子と天然タルクの粒子との間に、構造上極めて高い類似点が存在することを示している。いくつかのピークについて場合によっては偏移が見られることがあるが（例えば７３００ｃｍ−１〜７０００ｃｍ−１の領域において）、これは主に結晶格子の八面体カチオンの寸法差によるものである。
【００９３】
２）Ｘ線回折解析
Ｘ線回折解析においては、天然タルクは４つの特徴的な回折ピーク、すなわち
− 面（００１）の場合、９．３５Åの距離にあるピーク
− 面（０２０）の場合、４．５５Åにおけるピーク
− 面（００３）の場合、３．１４Åにおけるピーク
− 面（０６０）の場合、１．５２Åにおけるピーク
を有することが知られている。
【００９４】
ＲＸ回折図は、機器ＸＰＥＲＴ−ＭＰＤ（ＰａｎＡｎａｌｙｔｉｃａｌ）で記録された。
【００９５】
測定２θのピッチは０．０１°であり、蓄積時間は２秒／ピッチである。加速電圧は４０ｋＶであり、電流強度は５５ｍＡである。構造上の等距離を与えるブラッグ式はｄｈｋｌ＝０．７７０３／ｓｉｎθである。
【００９６】
図４は、上で引用した３つの組成物、すなわち
− ＴａｌｃＭｇ３００℃と記すＳｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２
− ＴａｌｃＮｉ３００℃と記すＳｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２
− ＴａｌｃＣｏＮｉ３００℃と記すＳｉ４（Ｃｏ０．５Ｎｉ０．５）３Ｏ１０（ＯＨ）２
について行われた解析の結果を示す。
【００９７】
同様に図５は本発明に従って調製された組成物Ｇｅ４Ｆｅ３Ｏ１０（ＯＨ）２のＲＸ回折図である。
【００９８】
これらの解析により、赤外線分光法で観測されたことが正しいことがわかる。本発明に従って調製されたタルク組成物の合成鉱物粒子と天然タルクの粒子の間には、構造上、高い類似性が存在する。
【００９９】
特に、面（０２０）、（００３）および（０６０）に対応する回折ピークは、天然タルクの基準回折ピークの位置と完璧に一致する位置を有する。
【０１００】
面（００１）の回折ピークの位置のみが基準ピークの位置から若干異なっている（９．３５Åではなく９．５７〜９．６４Å）。この値の差は主に、
− 天然タルクの粒子サイズとは異なり粒子サイズがナノメートル級であること
− 合成鉱物粒子の残留水和が極めて軽微であること
− 場合によっては、結晶格子の八面体カチオンの性質
に由来するものである。
【０１０１】
しかしながら、残留水和によって生じる誤差は、反応時間が長くなり乾燥が強くなるに従って減少することを明記しなければならない。
【０１０２】
最後に、面（００１）、（０２０）、（００３）および（０６０）のピークの半値幅は、本発明によるタルク組成物のケイ素／ゲルマニウム金属鉱物粒子が良好な結晶性を有することを示している。
【０１０３】
粒子Ｇｅ４Ｆｅ３Ｏ１０（ＯＨ）２（図５）を表す回折図ＲＸの場合、面（００３）に対応する回折のピークの強度が高いことは、部分的に、酸化ゲルマニウムによる汚染が原因であることに留意されたい。
【０１０４】
３）粒子の粒度の顕微鏡観察および評価
本発明によるタルク組成物となることが可能な粉末は極めて細かいため、粉末を構成する合成鉱物粒子の寸法および粒度分布は、走査および界磁効果電子顕微鏡法および透過電子顕微鏡における観察によって評価された。図６、図７、図８、図９ａおよび図９ｂに示す顕微鏡写真はこれらの観察の際に撮影されたものである。
【０１０５】
図６および図７は、３日間の３００℃水熱処理によって調製された本発明による２種のタルク組成物の観察に関するものである。この場合、式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物および式Ｓｉ４Ｎｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２のタルク組成物に関するものである。
【０１０６】
どちらの場合も基本粒子の粒度は２０ｎｍ〜１００ｎｍの間で変わることがわかる。
【０１０７】
これら２枚の写真は、粒子の密度が原因で粒子同士の凝固の外観が間違って見える。実際には基本粒子は個別化された状態にある。万一これらの粒子間の若干の癒着があるとすれば、それは残留水分によるものであると思われる。
【０１０８】
図８は、３０日間の４００℃水熱処理の後に得られた式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物の観察に関するものである。
【０１０９】
対応する顕微鏡写真を観察すると、合成タルクの粒子が３μｍ程度の粒度を有していることがわかる。
【０１１０】
図９ａおよび図９ｂは、３０日間の６００℃水熱処理の後に得られた式Ｓｉ４Ｍｇ３Ｏ１０（ＯＨ）２の合成タルク組成物の観察に関するものである。対応する２つの顕微鏡写真を観察すると、合成タルクの粒子が６μｍ程度の平均寸法を有していることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶および層構造を有し、次式で表される、合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法であって、
（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
［式中、Ｍが、少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
ｘが間隔［０；１］の実数である］
とき、式を有する
液体状態で式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行い、調製すべきケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子に所望される粒度および構造安定性に応じて選択された時間、３００℃〜６００℃の温度で前記水熱処理を行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記水熱処理の終了時、コロイドタルク組成物を回収し、個別化されたケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物を得るために前記コロイドタルク組成物を乾燥ステップ、次いで機械的粉砕ステップにかけることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メタケイ酸ナトリウム溶液（Ｎａ２ＯＳｉＯ２）およびメタゲルマニウム酸ナトリウム溶液（Ｎａ２ＯＧｅＯ２）から選択された少なくとも１種の塩溶液を含み、下記のモル濃度比を有する液体組成物と、
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の二価金属塩化物を含み、前記金属塩化物のそれぞれについて下記のようなモル濃度比を有する金属塩化物溶液（ＭＣｌ２）の、
塩酸溶液の存在下での共沈反応によって、前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製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】
オートクレーブで前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
液体の量をｃｍ３で表し、固体の量をグラムで表したとき、０．８３程度の液体／固体比を有する液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルで水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
３００℃程度の温度で水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
４００℃程度の温度で水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
５００℃〜６００℃程度の温度で前記水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
１６バール程度の圧力で前記水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
攪拌しながら水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏの前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するために、以下のステップ、すなわち
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の金属塩化物の適量の吸湿性結晶組成物を、ある体積の水中に溶かすことによって金属塩化物の酸性組成物を調製し、次に塩酸（ＨＣｌ）をこれに加えるステップと、
メタケイ酸ナトリウムおよびメタゲルマン酸ナトリウムから選択されたある量の少なくとも１種の塩を適当な体積の水中に溶かすことによって液体組成物を調製するステップと、
共沈反応終了時にＮａ＋およびＣｌ−イオンが等モル量で存在するように種々の反応物質の使用量が選択され、共沈ゲルを形成させるように選択された比で２種の水性組成物を混合するステップと
を順次実施することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理の前に、共沈反応時に形成された塩化ナトリウムを前記ゲルから除去するために蒸留水でこのゲルを洗浄することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２を有する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物であって、
［Ｍが少なくとも１つの二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
ｘが間隔［０；１］の実数である］
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子のＸ線回折解析により、
面（００１）の場合、９．４０Å〜９．６８Å程度の距離にあるピーク
面（０２０）の場合、４．５０Å〜４．７５Åにおけるピーク
面（００３）の場合、３．１０Å〜３．２０Åにおけるピーク
面（０６０）の場合、１．５０Å〜１．５５Åにおけるピーク
のような特徴的な回折ピークを有する回折図が得られることを特徴とするタルク組成物。
【請求項１４】
面（００１）に対応する回折ピークが９．５５Å〜９．６５Å程度の距離にあることを特徴とする請求項１３に記載のタルク組成物。
【請求項１５】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が１０ｎｍ〜１０μｍに含まれる単峰性および単分散の分布粒度を有することを特徴とする請求項１３または１４に記載のタルク組成物。
【請求項１６】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が個別化された粉の形態で存在することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【請求項１７】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が液体中に個別化され分散して存在することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【請求項１８】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が相互に凝集した形態で存在し塊を形成することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【請求項１】
結晶および層構造を有し、次式で表される、合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物と呼ばれる組成物の調製方法であって、
（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２
［式中、Ｍが、少なくとも１種の二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
ｘが間隔［０；１］の実数である］
とき、式を有する
液体状態で式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏのケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行い、調製すべきケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子に所望される粒度および構造安定性に応じて選択された時間、３００℃〜６００℃の温度で前記水熱処理を行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記水熱処理の終了時、コロイドタルク組成物を回収し、個別化されたケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物を得るために前記コロイドタルク組成物を乾燥ステップ、次いで機械的粉砕ステップにかけることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メタケイ酸ナトリウム溶液（Ｎａ２ＯＳｉＯ２）およびメタゲルマニウム酸ナトリウム溶液（Ｎａ２ＯＧｅＯ２）から選択された少なくとも１種の塩溶液を含み、下記のモル濃度比を有する液体組成物と、
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の二価金属塩化物を含み、前記金属塩化物のそれぞれについて下記のようなモル濃度比を有する金属塩化物溶液（ＭＣｌ２）の、
塩酸溶液の存在下での共沈反応によって、前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製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】
オートクレーブで前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
液体の量をｃｍ３で表し、固体の量をグラムで表したとき、０．８３程度の液体／固体比を有する液化ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルで水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
３００℃程度の温度で水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
４００℃程度の温度で水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
５００℃〜６００℃程度の温度で前記水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
１６バール程度の圧力で前記水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
攪拌しながら水熱処理を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１１、ｎ’Ｈ２Ｏの前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルを調製するために、以下のステップ、すなわち
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｎＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、および塩化クロム（ＣｒＣｌ２）から選択された少なくとも１種の金属塩化物の適量の吸湿性結晶組成物を、ある体積の水中に溶かすことによって金属塩化物の酸性組成物を調製し、次に塩酸（ＨＣｌ）をこれに加えるステップと、
メタケイ酸ナトリウムおよびメタゲルマン酸ナトリウムから選択されたある量の少なくとも１種の塩を適当な体積の水中に溶かすことによって液体組成物を調製するステップと、
共沈反応終了時にＮａ＋およびＣｌ−イオンが等モル量で存在するように種々の反応物質の使用量が選択され、共沈ゲルを形成させるように選択された比で２種の水性組成物を混合するステップと
を順次実施することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ケイ素／ゲルマニウム−金属ゲルの水熱処理の前に、共沈反応時に形成された塩化ナトリウムを前記ゲルから除去するために蒸留水でこのゲルを洗浄することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
式（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）４Ｍ３Ｏ１０（ＯＨ）２を有する合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物であって、
［Ｍが少なくとも１つの二価金属を指し、式Ｍｇｙ（１）Ｃｏｙ（２）Ｚｎｙ（３）Ｃｕｙ（４）Ｍｎｙ（５）Ｆｅｙ（６）Ｎｉｙ（７）Ｃｒｙ（８）を有し、各ｙ（ｉ）が
のような間隔［０；１］の実数であり、
ｘが間隔［０；１］の実数である］
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属鉱物粒子のＸ線回折解析により、
面（００１）の場合、９．４０Å〜９．６８Å程度の距離にあるピーク
面（０２０）の場合、４．５０Å〜４．７５Åにおけるピーク
面（００３）の場合、３．１０Å〜３．２０Åにおけるピーク
面（０６０）の場合、１．５０Å〜１．５５Åにおけるピーク
のような特徴的な回折ピークを有する回折図が得られることを特徴とするタルク組成物。
【請求項１４】
面（００１）に対応する回折ピークが９．５５Å〜９．６５Å程度の距離にあることを特徴とする請求項１３に記載のタルク組成物。
【請求項１５】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が１０ｎｍ〜１０μｍに含まれる単峰性および単分散の分布粒度を有することを特徴とする請求項１３または１４に記載のタルク組成物。
【請求項１６】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が個別化された粉の形態で存在することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【請求項１７】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が液体中に個別化され分散して存在することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【請求項１８】
前記合成ケイ素／ゲルマニウム−金属粒子が相互に凝集した形態で存在し塊を形成することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載のタルク組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５４３７５４（Ｐ２００９−５４３７５４Ａ）
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２０００６（Ｐ２００９−５２０００６）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／００１２００
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００９７９９
【国際公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（５０９０１７４５７）
【出願人】（５０９０１６９４４）セントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック（シー．エヌ．アール．エス．） (5)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／００１２００
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００９７９９
【国際公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（５０９０１７４５７）
【出願人】（５０９０１６９４４）セントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック（シー．エヌ．アール．エス．） (5)
【Ｆターム（参考）】
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