JP2003002641A

JP2003002641A - 板状ベーマイト及び板状アルミナ並びにそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2003002641A
Application number: JP2001183413A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hirai; 稔平井; Kenji Kido; 健二木戸; Hirofumi Mitsunaka; 宏文満仲; Akiyoshi Inubushi; 昭嘉犬伏
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Kawai Lime Industry Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Kawai Lime Industry Co Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP3663368B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フィラーとして用いたとき、優れたガスバリ
ア性を確実に発揮することができる板状ベーマイト及び
板状アルミナを提供する。【解決手段】板状ベーマイト及び板状アルミナは、そ
の外形サイズが２．５〜１５μｍであり、アスペクト比
が１００〜３５０である。この板状ベーマイトは、水酸
化アルミニウムと、（メタ）アクリル酸エステル系の単
量体又は重合体とを水熱処理して製造される。また、板
状アルミナは、上記の板状ベーマイトを焼成して製造さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂成形物のフ
ィラー、塗料、化粧品、難燃剤、高温触媒担体、高温耐
熱潤滑材、耐火物等の耐熱材料、湿度センサー、固体電
解質、各種エレクトロニクス素子、分離膜、蛍光材料等
として使用される板状ベーマイト及び板状アルミナ並び
にそれらの製造方法に関するものである。より詳しく
は、樹脂成形物の機械的特性及び耐熱性を改善する補強
用フィラー、制動材で使用される制動材用フィラー、膨
張収縮を抑制するためのフィラー、ガスバリヤ性向上の
ためのフィラーとして好適な板状ベーマイト及び板状ア
ルミナ並びにそれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂成形物の機械的特性及び
耐熱性を改善するフィラーとしてアスペクト比の高いフ
ィラーが用いられている。また、光輝性を目的とした化
粧品や塗料においても、配向性が良好で光の散乱が少な
いことから、アスペクト比の高いフィラーが用いられて
いる。そして、これら用途に用いられるアスペクト比の
高いフィラーとしては、天然のマイカ、タルク、カオリ
ン等の平板状フィラーが知られている。

【０００３】また、ベーマイトやアルミナの中にも針状
や板状の形態を有するアスペクト比の高いものが知られ
ている。特にベーマイトに関しては、板状（薄片状）及
び針状（フィブリル状）の形態を有するベーマイト（特
開昭５５−１１６６２２号公報）、所定の結晶軸（ａ
軸）方向に長く延びた六角板状の形態を有するベーマイ
ト（特開昭６０−４６９２３号公報）、四角板状をはじ
めとする多角板状の形態を有するベーマイト（特開平５
−２７９０１９号公報）、紡錘状、針状、鱗片状、六角
板状、四角（正方形）板状の形態を有するベーマイト
（特開平４−５０１０５号公報）等が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、食品用フィ
ルム、ガソリンタンク等といったガスバリア性が求めら
れるフィルムや樹脂成形品においては、フィラーとして
より高いアスペクト比を有するものが必要とされる。す
なわち、フィラーはゴムや樹脂等といった樹脂成形品中
で一定方向に配向されており、樹脂成形品中におけるガ
スの直線的な進行を妨げ、フィラーを迂回させながら通
過させることによってガスバリア性を発揮するようにな
っている。従って、ガスバリア性を向上させるには、樹
脂成形品中により多くのフィラーを充填することが必要
となる。

【０００５】このように樹脂成形品中により多くのフィ
ラーを充填するには、フィラーを薄くし、かつガスの迂
回距離を長くするためにフィラーのサイズを大きくす
る、つまりフィラーのアスペクト比を高くすることが重
要となる。そして、ベーマイトやアルミナをフィラーと
して使用する場合、ガスバリア性の向上を目的とすると
ともに、さらには天然のマイカ等よりなる既存のフィラ
ー以上のガスバリア性を発揮させるためには、少なくと
もそのアスペクト比が４０を越え、１００に達するよう
なより薄く、さらにサイズの大きなものが必要となり、
上記従来のベーマイトやアルミナではこのようなフィラ
ーとして使用するには不十分である。

【０００６】また、前に挙げたもの以外に、リン酸イオ
ンを添加することにより、微細薄肉板状のベーマイトを
製造する方法（特開平１１−２１１２５号公報）が開示
されている。しかし、この方法でも必要十分なサイズを
満たすとともに、アスペクト比が１００を越えるような
ベーマイトは得られず、従来の製造方法ではアスペクト
比が１００を越えるようなベーマイトを製造することは
非常に困難であるという問題があった。

【０００７】この発明は、上記のような従来技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、フィラーとして用いたとき、優れたガス
バリア性を確実に発揮することができる板状ベーマイト
及び板状アルミナを提供することにある。また、他の目
的とするところは、上記のような優れたガスバリア性を
有する板状ベーマイト及び板状アルミナを効率よく製造
することができる板状ベーマイト及び板状アルミナの製
造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の板状ベーマイトの発明は、外径
サイズが２．５〜１５μｍであり、アスペクト比が１０
０〜３５０であることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の板状ベーマイトの製造方法であって、水酸化アルミニ
ウムと、（メタ）アクリル酸エステル系の重合体とを、
ｐＨ調整剤としてナトリウム、カリウム、バリウム、カ
ルシウム及びストロンチウムより選ばれる少なくとも１
種の水酸化物又はアルミン酸塩を添加してｐＨを８以上
とした状態で１３０〜２５０℃の温度で水熱処理するこ
とを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の板状アルミナの発明は、
請求項２に記載の製造方法で得られる板状ベーマイトを
４５０〜１５００℃の温度で焼成することにより得られ
る外径サイズが２．５〜１５μｍであり、アスペクト比
が１００〜３５０であることを特徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の板状アルミナの製造方法
の発明は、請求項２に製造記載の方法で得られる板状ベ
ーマイトを４５０〜１５００℃の温度で焼成することを
特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。板状ベーマイト［ＡｌＯ（ＯＨ）］
は、そのアスペクト比が１００〜３５０であり、非常に
高いアスペクト比を有している。この板状ベーマイトを
原料として使用することにより、板状アルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃）が得られる。そして、これら板状ベーマイト及び
板状アルミナは、合成樹脂を主成分とする樹脂成形物に
含有され、そのフィラーとされたり、光輝性を目的とし
た化粧品や塗料に含有されたり等して多岐に渡って使用
される。特に、これら板状ベーマイト及び板状アルミナ
は、高いガスバリア性を必要とする樹脂成形物中に含有
されるフィラーとして好適である。

【００１３】ここで、樹脂成形物の主成分である合成樹
脂について説明する。樹脂成形物の主成分である合成樹
脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、合
成ゴム類等、特に限定されない。前記熱可塑性樹脂とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル
等の汎用プラスチック、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、ポリ
サルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアリング
プラスチック等を挙げることができる。

【００１４】前記エラストマーとしては、ポリスチレン
系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エ
ラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポ
リアミド系熱可塑性エラストマー等を挙げることができ
る。前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル、ポリビニルエステル、フェノール樹脂、
アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート、
ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド、尿素樹
脂、メラミン含有樹脂、ポリウレタン等を挙げることが
できる。前記ゴム類としては、加硫又は未加硫の天然ゴ
ム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プ
ロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、イソプレ
ンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、ＮＢＲ、ＳＢ
Ｒ等を挙げることができる。

【００１５】また、前に挙げた合成樹脂を二種以上混合
した混合物でもよく、例えばポリカーボネートとＡＢＳ
樹脂、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン等のポリ
マーアロイを用いてもよい。このとき互いに非相溶性の
樹脂を組み合わせる場合には従来公知の相溶化剤を使用
してもよい。

【００１６】次に、板状ベーマイト及び板状アルミナに
ついて説明する。板状ベーマイト及び板状アルミナは、
それら粒子の平面形状が円形又は楕円形をなす板状をな
している。また、それらの平面形状は円形又は楕円形で
はなく、円形又は楕円形に近似する多角形であっても、
異方性の小さなものであればよい。板状ベーマイト及び
板状アルミナは、その外径サイズが２．５〜１５μｍで
ある。外径サイズとして好ましくは３〜１２μｍであ
り、さらに好ましくは６〜１０μｍである。その中で
も、樹脂用フィラーとして用いる場合は３〜１０μｍ、
制動材用のフィラーの場合は１０〜１５μｍが好まし
い。

【００１７】ベーマイト及びアルミナは、その外径サイ
ズの変化量に対して厚みの変化量が小さく、外径サイズ
が小さくなるほど相対的に厚みが厚くなるため、外径サ
イズが２．５μｍより小さい場合にはアスペクト比が１
００未満となり、フィラーとしての性能、特にガスバリ
ア性が低下する。逆に、外径サイズが１５μｍより大き
いと、フィラーとして使用したときに成形体表面の平滑
性が低下するとともに、ベーマイト粒子１個当たりの重
量が増すためにその単位重量当たりの効果も小さくな
る。加えて、外径サイズが１５．０μｍより大きい場
合、その外径サイズが小さくなるように粉砕等の処理を
行わねばならず、製造作業が煩雑なものとなる。

【００１８】板状ベーマイト及び板状アルミナのアスペ
クト比は１００〜３５０である。アスペクト比が１００
未満の場合、光輝性等を必要とするフィラーとしては十
分に使用できるが、ガスバリア性を必要とするフィラー
としては不十分であり、その効果が低下する。また、ア
スペクト比が３５０より大きいものは製造が非常に困難
である。

【００１９】ここで、外径サイズとは、ベーマイト粒子
の最大長さであり、また、アスペクト比とは、前記外径
サイズをベーマイトの厚さで除したものである。次に、
上記板状ベーマイトの製造方法について説明する。

【００２０】板状ベーマイトを製造するときには、ま
ず、水酸化アルミニウムに（メタ）アクリル酸エステル
系の単量体又は重合体を添加し、得られた反応原料をオ
ートクレーブ内に充填する。その後、水の存在下で反応
原料を加圧加温し、静置下（無攪拌下）又は低速攪拌下
にて水熱合成を行う。そして、水熱合成により得られた
反応生成物を洗浄、濾過、乾燥等することによって目的
とする板状ベーマイトが得られる。

【００２１】前記反応原料を構成する水酸化アルミニウ
ムには、その平均粒子径が０．５〜２０．０μｍのもの
を使用することが好ましく、１．０〜１０．０μｍがよ
り好ましい。平均粒子径が１μｍ未満、特に０．５μｍ
未満の場合、反応生成物としての板状ベーマイトの外径
サイズが２．５μｍ未満になるおそれがある。平均粒子
径が２０μｍより大きい場合、板状ベーマイトの外径サ
イズが１５μｍを超えたり、ブロック（塊状）となるお
それがあり好ましくない。

【００２２】また、水酸化アルミニウムの製造方法とし
てはアルミン酸ナトリウム水溶液への炭酸ガスの導入に
よる方法、結晶核添加による方法等が挙げられる。ベー
マイト製造に用いられる水酸化アルミニウムには、前に
挙げた方法により製造されるとき、その製造工程中に析
出したものが好ましく、製造後、粉砕により粒度調整さ
れたものは好ましくない。これは、粉砕により粒度調整
された水酸化アルミニウムは、粒度分布が広い、機械的
力により表面が活性化される等の理由により、ブロック
又は連晶のような凝集物になりやすいためである。

【００２３】前記（メタ）アクリル酸エステル系の単量
体又は重合体としては、塗料や土木用、繊維用等といっ
た目的で一般的に用いられるものがこの実施形態の板状
ベーマイトの製造に使用される。（メタ）アクリル酸エ
ステル系の単量体とは、アクリル酸エステル及びメタク
リル酸エステルを示しており、これらを総称して（メ
タ）アクリル酸エステルとして記載する。（メタ）アク
リル酸エステルをより具体的に例示すると、例えばアク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘプチル、アクリル
酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、
アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリ
ル酸オクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデ
シル、メタクリル酸ヘキサデシル等が挙げられる。ま
た、（メタ）アクリル酸エステル系の重合体とは、前に
挙げた（メタ）アクリル酸エステルの単一種からなる重
合体の他に、これらの共重合体、さらには（メタ）アク
リル酸エステルと、エチレン、スチレン等といった異な
る単量体とからなる重合体又は共重合体を含むものとす
る。そして、この実施形態の板状ベーマイトの製造に
は、これら（メタ）アクリル酸エステル系の単量体及び
重合体より選ばれる少なくとも１種が使用される。なか
でも、重合体、特に乳化重合により得られた水溶性エマ
ルジョンとされたものが扱いやすく、かつ効果が高いた
め好ましい。また、エチレンやスチレン等の異なる単量
体を含まないものがより好ましく、メタクリル酸メチル
単量体を含んで重合されたものが最も効果的である。

【００２４】（メタ）アクリル酸エステル系の単量体又
は重合体を用いた場合、これらが成長過程のベーマイト
表面に吸着することにより、その成長をブロックし、厚
み方向の成長を抑制することによって、製造される板状
ベーマイトのアスペクト比が高くなると推察される。ま
た、（メタ）アクリル酸エステル系の単量体又は重合体
が層状化合物であるベーマイトの層間にインターカレー
ション等の相互関係を生ずることにより、製造される板
状ベーマイトのアスペクト比が高くなるとも推察され
る。

【００２５】反応原料にはｐＨ調整剤として、ナトリウ
ム、カリウム、バリウム、カルシウム及びストロンチウ
ムより選ばれる少なくとも１種の水酸化物又はアルミン
酸塩が添加される。このとき、反応原料のｐＨが８以上
となり、好ましくはｐＨが１１以上となるように調整す
ることが好ましい。なお、ｐＨ調整剤は必要に応じて加
えればよく、ｐＨ調整剤を加えずとも反応原料のｐＨが
８以上ならば、ｐＨ調整剤を添加せずに反応原料を構成
してもよい。

【００２６】前に挙げたｐＨ調整剤のうち、ベーマイト
の形態を制御するには、ストロンチウム及びバリウムの
水酸化物又はアルミン酸塩が好ましい。また、工業的に
は毒性がなく安価なカルシウムの水酸化物又はアルミン
酸塩が特に好ましい。これらｐＨ調整剤を反応原料に添
加し、アルカリ性の反応系とすることで、原料である水
酸化アルミニウムの溶解度が増し、反応時間の短縮を図
ることができるとともに、無添加の場合と比較して得ら
れるベーマイトの大きさを増すことが可能となる。

【００２７】（メタ）アクリル酸エステル系の単量体又
は重合体の添加量は、水酸化アルミニウムの添加量の５
重量％以上で２００重量％以下であることが好ましく、
５〜５０重量％であることがより好ましく、１０〜３０
重量％であることがさらに好ましい。高いアスペクト比
の板状ベーマイトを生成することのみを目的とするので
あれば、添加量が５〜５０重量％でその目的を十分に達
成することは可能である。添加量が５重量％未満ではア
スペクト比を高くする効果が弱まり、１００以上の高い
アスペクト比を有するベーマイトを得られないおそれが
ある。また、添加量を増加させるほどアスペクト比は高
まるが、これに伴って製造コストも高騰してしまうた
め、板状ベーマイトを生成することのみが目的であれ
ば、製造コストを抑えつつ、アスペクト比の高いベーマ
イトを得るには５０重量％以下とすることが好ましい。

【００２８】板状ベーマイトを生成するのみでなく、ア
クリル酸エステル樹脂をその主成分とするフィルム、塗
料、成型物等の樹脂成形物にフィラーとして含有させた
り、アクリル酸エステル樹脂とのマスターバッジを生成
する場合には添加量が５〜５０重量％では不十分とな
る。つまり、予め板状ベーマイトを生成した後、アクリ
ル酸エステル樹脂に添加するよりも、このアクリル酸エ
ステル樹脂中で板状ベーマイトを生成した方が樹脂中に
ベーマイトが均一に分散するとともに、生成作業も簡便
であり、短時間化を図ることもできる。このため、５０
重量％を越え、所望量だけ（メタ）アクリル酸エステル
系の単量体又は重合体を添加しても高いアスペクト比の
板状ベーマイトを生成することができる。（メタ）アク
リル酸エステル系の単量体又は重合体を添加量の上限無
しに加えても特に支障はないが、この場合、添加量の増
加に伴って製造コストが高騰するため、板状ベーマイト
を高い効率で生成することを重点とするならば添加量は
２００重量％以下であることが好ましい。

【００２９】なお、添加量を５重量％未満としても、ア
スペクト比が１００未満のベーマイトの製造であれば支
障を生じることはない。そればかりか、アスペクト比が
１００未満のベーマイトの製造に（メタ）アクリル酸エ
ステルの単量体、その重合体及び共重合体を用いると、
反応濾液をリサイクルする製造方法において、リサイク
ルしてもその効果が維持されるため、製造コストを安価
にすることができる。

【００３０】また、添加量が水酸化アルミニウムの添加
量の５０重量％を超えると、（メタ）アクリル酸エステ
ル系の単量体又は重合体が製造後に残存し、乾燥時にベ
ーマイト同士を接着してしまうといった現象を生じるお
それがある。この現象は、ベーマイトを樹脂に練り込ん
だりすることにより、残存する（メタ）アクリル酸エス
テル系の単量体又は重合体が樹脂中で再分散されるた
め、回避することができる。だが、このような現象が生
じることを確実に防止するには、添加量を５〜５０重量
％とすることがさらに好ましい。なお、残存するアクリ
ル酸エステルを除去する方法として、４００℃以上で熱
処理することによりアクリル酸エステルを焼却して除去
する方法と、二塩基酸エステル（ＤＢＥ）等の有機溶媒
でアクリル酸エステルを溶解して除去する方法とがあ
る。これらのような方法でアクリル酸エステルを除去す
るのであれば、添加量を５０重量％以上としても上記の
ような問題は生じない。

【００３１】反応原料に前記ｐＨ調整剤を添加すると
き、ｐＨ調整剤の添加量は、ｐＨが８以上、好ましくは
１１以上となるように、水酸化アルミニウムの添加量の
２５モル％以下であることが好ましい。ベーマイトの水
熱合成は以前から溶解析出反応と知られているがｐＨを
１１未満にすると原料の水酸化アルミニウムが溶解しに
くく、反応時間が長くなるため好ましくない。

【００３２】オートクレーブ内に反応原料として投入さ
れる水の量は、水酸化アルミニウムに対して重量比で好
ましくは２〜２４倍、より好ましくは３〜１０倍、さら
に好ましくは５倍である。この重量比が２倍未満では反
応原料を充分に反応させることができず、２４倍を超え
ると無駄な水の量が増加して製造コストが高くなるとと
もに生産性が低下する。

【００３３】水熱合成を行うとき、オートクレーブ内の
温度は１３０〜２５０℃、好ましくは１３０〜１８０
℃、さらに好ましくは１３０℃以上で１５０℃未満に設
定される。この温度が１３０℃未満では反応生成物とし
てベーマイトを得ることが困難であり、２５０℃を超え
るとその温度を維持するのに大量のエネルギーが消費さ
れるので経済的でない。温度が１８０℃を越えると圧力
が１．００ＭＰａを越えるためオートクレーブ、バル
ブ、ポンプ等の設備が汎用品を使用できなくなるので経
費がかかり好ましくない。

【００３４】なお、温度が高いと結晶の溶解析出反応、
いわゆる結晶成長速度が早くなるため、核生成量が増え
てサイズが小さくなるとともに結晶の厚み方向への成長
量が増加することから、生成されるベーマイトのアスペ
クト比が小さくなってしまう。このため、オートクレー
ブ内の温度は、より低温度である１５０℃未満が好まし
い。また、オートクレーブ内の圧力は、上記の反応温度
で得られる自然発生圧力が好ましい。強制的に加圧して
自然発生圧力以上の圧力で反応させることにより反応時
間の短縮等を図ることも可能であるが、製造設備が高価
となるため好ましくない。

【００３５】反応時間は、攪拌又は静置下のそれぞれの
状況に応じて加熱時間は異なるが、好ましくは４〜２４
時間である。４時間未満では未反応の水酸化アルミニウ
ムが残るため好ましくない。また、２４時間を超えて反
応させることにより結晶性を良くすることもできるが、
２４時間以内に９５％以上の反応が終了するため、それ
以上反応時間を延ばすことはエネルギーの浪費であり経
済的でないうえ、生産効率が悪くなるため好ましくな
い。

【００３６】水熱合成を行う際に反応原料を攪拌する場
合は回転速度１５０ｒｐｍ以下で攪拌するのが好まし
い。この回転速度が１５０ｒｐｍを超えると、剪断力に
よって結晶が小さくなるおそれがあるので好ましくな
い。水熱処理を攪拌下で行うと反応系内を均一にして反
応効率を向上させることができる。一方、水熱処理を静
置下で行うと結晶の成長を促進することができる。この
ため、反応を静置下で行うか攪拌下で行うかは目的に応
じて選択することが好ましく、両者を組み合わせてもよ
い。

【００３７】次に、板状アルミナの製造方法について説
明する。板状アルミナは、上述の方法で得られる板状ベ
ーマイトを、例えば電気炉等で４５０〜１５００℃の温
度で焼成することによって製造される。このとき、４５
０〜９００℃ではγ−アルミナ、９００〜１１００℃で
はδ−アルミナ、１１００〜１２００℃ではθ−アルミ
ナ、１２００〜１５００℃ではα−アルミナが主に得ら
れる。また、焼成温度が４５０℃未満ではアルミナを得
ることが困難であり、１５００℃を超えるとその温度を
維持するのに大量のエネルギーが消費されるので経済的
でなく、そのうえ焼結又は粒成長して比表面積が小さく
なるおそれがある。

【００３８】板状ベーマイトを焼成して得られる板状ア
ルミナは、焼成前の板状ベーマイトの形状を保持してお
り、これはアルミナの種類によらない。樹脂用フィラー
として使用する場合は、硬度の高いα−アルミナでは成
形機の摩耗が著しいので、比較的硬度の低いγ，δ，θ
−アルミナが好ましく、その中でも比表面積の大きいγ
−アルミナが特に好ましい。触媒担体として使用する場
合も比表面積の大きいγ−アルミナが好ましい。一方、
耐熱材料として使用する場合は、最も安定なα−アルミ
ナが好ましい。

【００３９】焼成時間は、好ましくは１〜４時間、さら
に好ましくは１．５〜３．５時間である。１時間未満で
は焼成が不十分となってアルミナを得ることが困難であ
る。また、４時間以内でアルミナ化がほぼ完了するので
４時間を超える焼成は経済的でない。

【００４０】以上のように、この実施形態によれば次の
ような効果が発揮される。・実施形態の板状ベーマイ
ト及び板状アルミナは、そのアスペクト比が１００〜３
５０であるとともに、外径サイズが２．５〜１５μｍと
比較的大きいことから、樹脂成形物のフィラー、なかで
も優れたガスバリア性を必要とされる樹脂成形物のフィ
ラーとして好適に使用することができる。

【００４１】・板状ベーマイトは、（メタ）アクリル
酸エステル系の単量体又は重合体と、水酸化アルミニウ
ムとを、ｐＨ調整剤によりそのｐＨが８以上となるよう
に調整しながら１３０〜２５０℃の温度で水熱合成する
ことにより製造される。そして、（メタ）アクリル酸エ
ステル系の単量体又は重合体の添加量を水酸化アルミニ
ウムの添加量の５重量％以上、２００重量％以下に設定
することにより、水熱合成を効率よく進行させることが
できる。このため、１００を越えるアスペクト比を有
し、優れたガスバリア性を発揮する板状ベーマイトを効
率よく製造することができる。さらに、比較的低耐圧の
オートクレーブ等を用いて製造することができるため、
製造設備が安価かつ簡易である。

【００４２】また、板状アルミナは、上記板状ベーマイ
トを４５０〜１５００℃の温度で焼成することにより製
造されるため、優れたガスバリア性を有する板状アルミ
ナを効率よく製造することができる。

【００４３】・実施形態の板状ベーマイト及び板状ア
ルミナは、固体潤滑剤、化粧品等の滑性を目的とするフ
ィラーとしても好適に使用することができる。これは、
板状ベーマイト及び板状アルミナが非常に高いアスペク
ト比を有し、板状であるために、従来のアスペクト比の
小さいベーマイト及びアルミナに比べてフィラーにとっ
て重要な配向性を大きくすることができるためである。
また、塗料や化粧品の光輝性を目的とするフィラーにも
好適に使用することができる。これは非常に高いアスペ
クト比を有するため、配向性が高く乱反射が小さくな
り、より光輝性が増すためである。また、酸化チタン等
の屈折率の高い物質や銀などの反射率の高い物質で表面
処理をして使用することもできる。

【００４４】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げ、前記実施形
態をさらに具体的に説明する。（比較例１）反応原料を水酸化アルミニウム１００モル
とし、これにｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム（Ｎａ
ＯＨ）２５モルを添加し、これらを水３９．０ｋｇと共
にオートクレーブ内に充填してオートクレーブ内の温度
を１７０℃に設定した。このとき、水酸化アルミニウム
には平均粒子径が０．５μｍのものを用いた。そして、
その温度を１０時間保持し、自然発生圧力のもと静置下
でオートクレーブ内の反応原料を反応させ、反応後の生
成物を水洗、濾過、乾燥して目的とするベーマイトを得
た。このベーマイトは、表１に示すように、外径サイズ
が２．５μｍ、アスペクト比が３６であった。

【００４５】また、これらベーマイトを１３５０℃で３
時間加熱することによりそれぞれ目的とするアルミナを
得た。これらアルミナは、出発物質であるベーマイトの
性状をそれぞれ維持しており、その外径サイズが２．５
μｍ、アスペクト比が３６であった。

【００４６】（比較例２）反応原料にスチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体のエマルジョン（昭和高分子製；
ＡＥ−８２０）を１５重量％添加した以外は比較例１と
同様の操作を行い、目的とするベーマイト及びアルミナ
を得た。

【００４７】（比較例３）反応原料にポリスチレンのエ
マルジョン（昭和高分子製；Ｃ−１０）を１５重量％添
加した以外は比較例１と同様の操作を行い、目的とする
ベーマイト及びアルミナを得た。

【００４８】（比較例４及び５）反応原料にリン酸アン
モニウムを比較例４では水酸化アルミニウムの添加量の
０．２５モル、比較例５では１．００モル添加した以外
は比較例１と同様の操作を行い、目的とするベーマイト
及びアルミナを得た。

【００４９】（比較例６及び７）反応原料に比較例６で
はアクリル酸２−エチルヘキシルを１０重量％、比較例
７ではアクリル酸を１０重量％添加した以外は比較例１
と同様の操作を行い、目的とするベーマイト及びアルミ
ナを得た。

【００５０】（比較例８）水酸化アルミニウムの平均粒
子径を２．５μｍとした以外は比較例１と同様の操作を
行い、目的とするベーマイト及びアルミナを得た。

【００５１】（比較例９）ｐＨ調整剤として酢酸カルシ
ウムを用いた以外は比較例１と同様の操作を行い、目的
とするベーマイト及びアルミナを得た。

【００５２】（比較例１０及び比較例１１）反応原料に
アクリル酸エステル特殊共重合エマルジョン（昭和高分
子製；ＡＥ−７１０Ｗ）を比較例１０では１重量％、比
較例１１では３１重量％添加した以外は比較例１と同様
の操作を行い、目的とするベーマイト及びアルミナを得
た。

【００５３】上記の各比較例で得られたベーマイトにつ
いて、外径サイズ及びアスペクト比をそれぞれ観察し
た。その結果を表１に示す。ただし、いずれの例におい
ても、得られるアルミナは出発物質であるベーマイトの
性状を維持しており、そのベーマイトと同一の形態、外
径サイズ及びアスペクト比を示した。

【００５４】

【表１】（実施例１〜５）反応原料にアクリル酸エステル特殊共
重合エマルジョン（昭和高分子製；ＡＥ−７１０Ｗ）を
表２に示すような添加量で加えた以外は比較例１と同様
の操作を行い、目的とするベーマイト及びアルミナを得
た。

【００５５】（実施例６及び７）反応原料に自己架橋ア
クリル酸エステル共重合エマルジョン（昭和高分子製；
ＡＴ−１９１）を表２に示すような添加量で加えた以外
は比較例１と同様の操作を行い、目的とするベーマイト
及びアルミナを得た。

【００５６】（実施例８及び９）反応原料に自己架橋ア
クリル酸エステル共重合エマルジョン（昭和高分子製；
ＡＴ−１１５）を表２に示すような添加量で加えた以外
は比較例１と同様の操作を行い、目的とするベーマイト
及びアルミナを得た。

【００５７】上記の各実施例で得られたベーマイトにつ
いて、外径サイズ及びアスペクト比をそれぞれ観察し
た。その結果を表２に示す。ただし、いずれの例におい
ても、得られるアルミナは出発物質であるベーマイトの
性状を維持しており、そのベーマイトと同一の形態、外
径サイズ及びアスペクト比を示した。

【００５８】

【表２】（実施例１０〜１６）反応原料を構成する水酸化アルミ
ニウムの平均粒径を各実施例でそれぞれ表３に示す値に
設定するとともに、これにアクリル酸エステル特殊共重
合エマルジョン（昭和高分子製；ＡＥ−７１０Ｗ）を１
５重量％加え、さらに、各実施例において、ｐＨ調整剤
としてそれぞれ表３に示すものを使用した。これ以外は
比較例１と同様の操作を行い、目的とするベーマイト及
びアルミナを得た。そして、各実施例で得られたベーマ
イトについて、外径サイズ及びアスペクト比をそれぞれ
観察した。その結果を表３に示す。ただし、いずれの例
においても、得られるアルミナは出発物質であるベーマ
イトの性状を維持しており、そのベーマイトと同一の形
態、外径サイズ及びアスペクト比を示した。

【００５９】

【表３】比較例１〜１１の結果より、得られたベーマイト及びア
ルミナは、そのアスペクト比が全て１００未満であっ
た。但し、比較例１０及び１１は、他の比較例よりも高
いアスペクト比を示し、アクリル酸エステル共重合体を
用いることにより、アスペクト比が高くなることが示さ
れた。

【００６０】これに対し、実施例１〜１６の結果より、
反応原料にアクリル酸エステルの共重合体を５重量％以
上添加したものは、外径サイズが４〜１４μｍと比較的
大きく、そのアスペクト比は１００を越えるものとなっ
た。これにより、アクリル酸エステルの共重合体を適量
添加することにより、外径サイズが２．５〜１５μｍで
あり、アスペクト比が１００〜３５０の板状ベーマイト
及び板状アルミナを得られることが示された。

【００６１】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。・板状ベーマイト及び板状アルミナを従来公知の方法
で表面処理してから樹脂成形物の製造に用いるようにし
てもよい。この表面処理の方法としては、インテグラル
ブレンド法、乾式法、湿式法を挙げることができる。ま
た、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコ
ニウム系、リン酸系、アミノ酸系の表面処理剤を使って
表面処理を行ってもよい。

【００６２】・本発明の板状ベーマイト及び板状アル
ミナの用途はフィラーに限定されるものでなく、触媒担
体、耐熱潤滑材、耐熱材料等に用いてもよい。さらに、
前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に
記載する。

【００６３】・水酸化アルミニウムの添加量に対する
（メタ）アクリル酸エステル系の重合体の添加量が５〜
２００重量％であることを特徴とする請求項２に記載の
板状ベーマイトの製造方法。このように構成した場合、
ベーマイトのアスペクト比を高く維持しつつ、製造コス
トの高騰を抑えることができる。

【００６４】・水酸化アルミニウムの添加量に対して
ｐＨ調整剤の添加量が２５モル％以下であることを特徴
とする請求項２又は請求項３に記載の六角板状ベーマイ
トの製造方法。このように構成した場合、ｐＨを８以上
に効率良く維持することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。請求項１又は請求項３に
記載の発明によれば、１００を越えるような非常に高い
アスペクト比を有するとともに、フィラーとして用いた
とき、優れたガスバリア性を確実に発揮することができ
る。

【００６６】請求項２又は請求項４に記載の発明によれ
ば、優れたガスバリア性を有する１００を越えるような
非常に高いアスペクト比を有する板状ベーマイト及び板
状アルミナを効率よく製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木戸健二岐阜県大垣市赤坂町2093番地河合石灰工業株式会社内 (72)発明者満仲宏文岐阜県大垣市赤坂町2093番地河合石灰工業株式会社内 (72)発明者犬伏昭嘉徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化学株式会社徳島研究所内Ｆターム(参考） 4G030 AA36 BA01 BA03 BA25 BA32 BA34 CA04 CA07 GA01 GA08 4G076 AA02 AA10 AB06 AB10 BA12 BA44 BB03 BB08 BD01 BD02 CA08 DA02 FA08 4J002 BG041 BG051 DE146 FA01 FD01 FD06 FD09 FD13 FD17 GB00 GQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外径サイズが２．５〜１５μｍであり、
アスペクト比が１００〜３５０であることを特徴とする
板状ベーマイト。
【請求項２】水酸化アルミニウムと、（メタ）アクリ
ル酸エステル系の重合体とを、ｐＨ調整剤としてナトリ
ウム、カリウム、バリウム、カルシウム及びストロンチ
ウムより選ばれる少なくとも１種の水酸化物又はアルミ
ン酸塩を添加してｐＨを８以上とした状態で１３０〜２
５０℃の温度で水熱処理することを特徴とする請求項１
に記載の板状ベーマイトの製造方法。
【請求項３】請求項２に記載の製造方法で得られる板
状ベーマイトを４５０〜１５００℃の温度で焼成するこ
とにより得られる外径サイズが２．５〜１５μｍであ
り、アスペクト比が１００〜３５０であることを特徴と
する板状アルミナ。
【請求項４】請求項２に製造記載の方法で得られる板
状ベーマイトを４５０〜１５００℃の温度で焼成するこ
とを特徴とする板状アルミナの製造方法。