JP2021059724A - Wear-resistant agent, coating agent, laminate, method for producing laminate, and base material coating method - Google Patents

Wear-resistant agent, coating agent, laminate, method for producing laminate, and base material coating method Download PDF

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Abstract

To provide a wear-resistant agent having wear resistance, a coating agent, a laminate employing the same, a method for producing the laminate, and a base material coating method.SOLUTION: A wear-resistant agent contains alumina particles each having a card-house structure that is formed from three or more sheets of tabular alumina, with the sheets of tabular alumina fixed to each other, the alumina particles having an average particle diameter of 3 μm or more and 1000 μm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、耐摩耗剤、コーティング剤、積層体、積層体の製造方法、及び基材のコーティング方法に関する。
本願は、2019年10月9日に、米国に仮出願されたUS62/912,662に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to an abrasion resistant agent, a coating agent, a laminate, a method for producing the laminate, and a method for coating a base material.
The present application claims priority based on US62 / 912,662 provisionally filed in the United States on October 9, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.

床材、建材、自動車の部品等の材料には、耐摩耗性を付与するために樹脂組成物等のコーティング膜を形成するのが一般的である。 It is common to form a coating film such as a resin composition on materials such as flooring materials, building materials, and automobile parts in order to impart wear resistance.

このようなコーティング材料には、耐摩耗性を向上するために無機粒子を配合することが知られている。例えば、特許文献1には、樹脂中にセラミックス繊維片とセラミックス質の耐摩耗性向上剤とを含有する合成樹脂組成物からなる塗膜が基材表面に形成された床板が開示されている。特許文献2には、合成樹脂と無機粒子とを含有する被膜で被覆された嵌装部材が開示されている。 It is known that such coating materials contain inorganic particles in order to improve wear resistance. For example, Patent Document 1 discloses a floor board in which a coating film made of a synthetic resin composition containing a ceramic fiber piece and a ceramic abrasion resistance improver in a resin is formed on the surface of a base material. Patent Document 2 discloses a fitting member coated with a coating film containing a synthetic resin and inorganic particles.

特開昭62−225278号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-225278 特開2005−273821号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-273821

しかし、耐摩耗性効果を達成するための、さらなる組成物に対する要求は継続して存在する。 However, there continues to be a demand for additional compositions to achieve the wear resistance effect.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、耐摩耗性を有する耐摩耗剤、コーティング剤、及びそれらが適用された積層体、積層体の製造方法、並びに基材のコーティング方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an abrasion resistant agent having abrasion resistance, a coating agent, and a laminate to which they are applied, a method for producing the laminate, and a method for coating a base material. provide.

すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1)3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが固着したカードハウス構造を有し、平均粒子径が3μm以上1000μm以下であるアルミナ粒子を含有する耐摩耗剤。
(2)前記アルミナ粒子がケイ素及び/又はゲルマニウムを含む、前記(1)記載の耐摩耗剤。
(3)前記アルミナ粒子がモリブデンを含む、前記(1)または(2)に記載の耐摩耗剤。
(4)前記アルミナ粒子100質量%に対するモリブデンの含有量が、三酸化モリブデン換算で、10質量%以下である、前記(3)に記載の耐摩耗剤。
(5)前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の耐摩耗剤を含有するコーティング剤。
(6)基材と前記(5)に記載のコーティング剤を含有する層とを有する積層体。
(7)前記(5)に記載のコーティング剤を基材に塗布することを含む、積層体の製造方法。
(8)前記(5)に記載のコーティング剤を基材に塗布することを含む、基材のコーティング方法。
That is, the present invention includes the following aspects.
(1) An abrasion resistant agent formed of three or more flat-plate alumina, having a card house structure to which the flat-plate alumina is fixed, and containing alumina particles having an average particle diameter of 3 μm or more and 1000 μm or less.
(2) The wear resistant agent according to (1) above, wherein the alumina particles contain silicon and / or germanium.
(3) The abrasion resistant agent according to (1) or (2) above, wherein the alumina particles contain molybdenum.
(4) The abrasion resistant agent according to (3) above, wherein the content of molybdenum with respect to 100% by mass of the alumina particles is 10% by mass or less in terms of molybdenum trioxide.
(5) A coating agent containing the wear-resistant agent according to any one of (1) to (4) above.
(6) A laminate having a base material and a layer containing the coating agent according to (5) above.
(7) A method for producing a laminate, which comprises applying the coating agent according to (5) above to a base material.
(8) A method for coating a base material, which comprises applying the coating agent according to (5) above to the base material.

本発明に係る耐摩耗剤、コーティング剤、及び積層体によれば、良好な耐摩耗性を発揮できる耐摩耗剤、コーティング剤、及び積層体を提供できる。
また、本発明に係る積層体の製造方法によれば、良好な耐摩耗性を発揮できる積層体を製造できる。
また、本発明に係る基材のコーティング方法によれば、基材に良好な耐摩耗性を付与することができる。
According to the wear-resistant agent, the coating agent, and the laminate according to the present invention, it is possible to provide the wear-resistant agent, the coating agent, and the laminate capable of exhibiting good wear resistance.
Further, according to the method for producing a laminate according to the present invention, it is possible to produce a laminate capable of exhibiting good wear resistance.
Further, according to the base material coating method according to the present invention, good wear resistance can be imparted to the base material.

図1は、実施形態に係るカードハウス構造を有するアルミナ粒子の構成の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of alumina particles having a card house structure according to the embodiment. 図2は、実施形態に係るカードハウス構造を有するアルミナ粒子の構成の他の例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing another example of the configuration of alumina particles having a card house structure according to the embodiment.

以下、本発明の一実施形態に係る耐摩耗剤、コーティング剤、積層体、積層体の製造方法、及び基材のコーティング方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the abrasion resistant agent, the coating agent, the laminate, the method for producing the laminate, and the method for coating the base material according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

<耐摩耗剤>
本発明の一実施形態に係る耐摩耗剤(以下、「実施形態の耐摩耗剤」又は単に「耐摩耗剤」と称する場合がある)は、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが固着したカードハウス構造を有し、平均粒子径が3μm以上1000μm以下であるアルミナ粒子を含有する。
<Abrasion resistant agent>
The wear-resistant agent according to an embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as "wear-resistant agent of the embodiment" or simply "wear-resistant agent") is formed of three or more flat plates of alumina, and the flat plate is formed. It has a card house structure to which a like alumina is fixed, and contains alumina particles having an average particle size of 3 μm or more and 1000 μm or less.

本実施形態の耐摩耗剤に含まれるアルミナ粒子は上記構成を有し、同形状の球状のアルミナ粒子と比較して比表面積が大きい、また平板状アルミナが固着したカードハウス構造を有する。そのため、本実施形態の耐摩耗剤は耐摩耗性が良好となる。 The alumina particles contained in the abrasion resistant agent of the present embodiment have the above-mentioned structure, have a large specific surface area as compared with spherical alumina particles having the same shape, and have a card house structure in which flat alumina is fixed. Therefore, the wear-resistant agent of the present embodiment has good wear resistance.

<カードハウス構造を有するアルミナ粒子>
カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有する。以下、カードハウス構造を有するアルミナ粒子を、単にアルミナ粒子と略記することがある。平板状とは、例えば、立体的には六面体の板の形であって、二次元の投影面の形状が角が四つの典型的な四角形であるか(四角板状)、または二次元の投影面の形状が角が五つ以上の多角形(以下、後者を多角板状と称する場合がある)を例示できる。実施形態のアルミナ粒子は、カリウムを含んでいてもよい。実施形態のアルミナ粒子は、ムライト及び/又はゲルマニウム化合物を含んでいてもよい。アルミナ粒子がカードハウス構造を有することで、カードハウス構造を構成する平板状アルミナ由来の内部構造を有すること、同粒子径の球状アルミナ粒子と比較して比表面積が高いことにより、耐摩耗性が効果的に発揮される。
<Alumina particles with a card house structure>
Alumina particles having a card house structure are formed of three or more flat plate-shaped aluminas, and have a card house structure in which the flat plate-shaped alumina are fixed to each other. Hereinafter, alumina particles having a card house structure may be simply abbreviated as alumina particles. The flat plate shape is, for example, a three-dimensional hexahedral plate shape, and the shape of the two-dimensional projection surface is a typical quadrangle with four corners (square plate shape), or a two-dimensional projection. An example of a polygon whose surface shape has five or more corners (hereinafter, the latter may be referred to as a polygon plate shape) can be exemplified. The alumina particles of the embodiment may contain potassium. The alumina particles of the embodiment may contain mullite and / or germanium compounds. Since the alumina particles have a cardhouse structure, they have an internal structure derived from flat alumina that constitutes the cardhouse structure, and because the specific surface area is higher than that of spherical alumina particles of the same particle size, wear resistance is improved. Effectively demonstrated.

アルミナ粒子の形態は、走査型電子顕微鏡(SEM)により確認することができる。カードハウス構造とは、例えば板状粒子が配向せず複雑に配置した構造であるものを言う。本明細書における「カードハウス構造」とは、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したものを言い(例えば、図1参照)、例えば、3枚以上の平板状アルミナが、2箇所以上の複数箇所で交差し集合したものであり、交差した互いの前記平板状アルミナの面方向は無秩序に配置された状態のことであってよい(図2参照)。交差する位置は平板状アルミナの如何なる位置であっても構わない。無秩序に配置された状態とは、互いの面が交差する向きがX軸、Y軸、Z軸何れの方位においても制限がなく、また、互いの面が交差する角度は如何なる角度であっても構わないことをいう。「平板状アルミナ」の詳細については後に詳記する。 The morphology of the alumina particles can be confirmed by a scanning electron microscope (SEM). The card house structure is, for example, a structure in which plate-shaped particles are not oriented and are arranged in a complicated manner. The term "card house structure" as used herein refers to a structure formed of three or more flat plate-shaped aluminas in which the flat plate-shaped aluminas are fixed to each other (see, for example, FIG. 1), for example, three or more flat plates. Alumina intersects and aggregates at two or more locations, and the intersecting plate-shaped aluminas may be arranged in a disorderly manner in the plane direction (see FIG. 2). The intersecting position may be any position of the flat plate alumina. The disorderly arrangement means that the directions in which the surfaces intersect with each other are not limited in any of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the angles at which the surfaces intersect with each other are any angle. It doesn't matter. Details of "flat alumina" will be described later.

必要とするアルミナ粒子の平均粒子径により異なるが、耐摩耗剤として用いる場合は、一つのアルミナ粒子当たりに含まれる平板状アルミナの枚数は、例えば3〜10000枚、中でも10〜5000枚、特に15〜3000枚であることが、性能上でも容易に製造できる上でも好ましい。 Although it depends on the average particle size of the required alumina particles, when used as an abrasion resistant agent, the number of flat alumina contained in one alumina particle is, for example, 3 to 10000, especially 10 to 5000, particularly 15. The number of sheets is preferably about 3000 in terms of performance and easy production.

平板状アルミナの交差は、3枚以上の平板状アルミナが、何らかの相互作用、例えば、焼成工程により結晶形成する過程で固着して集合したことで発現する。結果として貫入型に見える場合もある。平板状アルミナが互いに強固に固着することでカードハウス構造の強度が増すことになる。 The intersection of flat alumina is expressed by the fact that three or more flat alumina are fixed and aggregated in some interaction, for example, in the process of crystal formation by a firing step. As a result, it may look intrusive. The strength of the card house structure is increased by firmly adhering the flat alumina to each other.

また、交差とは、2つ以上の面が一つの箇所で交わることを表わし、互いの面が交わる位置・径・面積等に制限はない。また、交差した箇所を起点とした面の方位数は3方位であっても、4方位以上であっても構わない。 Further, the intersection means that two or more surfaces intersect at one place, and there is no limitation on the position, diameter, area, etc. where the two or more surfaces intersect. Further, the number of orientations of the surfaces starting from the intersecting points may be three or four or more.

また、当カードハウス構造に含まれる平板状アルミナ自体の面の長径、短径、および厚みは如何なるサイズでも良い。また、複数のサイズの平板状アルミナを含むものでも良い。 Further, the major axis, the minor axis, and the thickness of the surface of the flat plate-shaped alumina itself included in the card house structure may be of any size. Further, it may contain a plurality of sizes of flat alumina.

上記した通り、平板状アルミナは、四角板状のアルミナ、または多角板状のアルミナであっても良い。単一のアルミナ粒子内において、四角板状のアルミナと多角板状のアルミナが片方のみ存在しても、両方存在しても構わず、その比率においても制限は無い。 As described above, the flat plate-shaped alumina may be a square plate-shaped alumina or a polygonal plate-shaped alumina. In a single alumina particle, only one of the square plate-shaped alumina and the polygonal plate-shaped alumina may be present, or both may be present, and the ratio thereof is not limited.

また、カードハウス構造以外に、2枚の平板状アルミナが交差した略X字型(双晶アルミナ粒子と呼ばれる場合がある。図1参照。)、略T字型、略L字型などの粒子や、1枚からなる平板状アルミナを、如何なる状態で含んでいても構わない。優れた流動性を得るためには、これらの含有割合は少ない方が好ましく、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有するアルミナ粒子の含有割合が、重量基準又は個数基準で80%以上が好ましい。より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。双晶や1枚の平板状アルミナは篩分級、風力分級など、一般的な分級操作で容易に含有割合を調整することが可能である。 In addition to the card house structure, particles such as substantially X-shaped (sometimes called twin-crystal alumina particles; see FIG. 1), substantially T-shaped, and substantially L-shaped, in which two flat-plate-shaped alumina intersect. Or, flat alumina composed of one sheet may be contained in any state. In order to obtain excellent fluidity, it is preferable that the content ratio of these is small, and the content ratio of alumina particles having a card house structure formed of three or more flat alumina and having the flat alumina fixed to each other is high. , 80% or more is preferable on a weight basis or a number basis. It is more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more. The content ratio of twins and one flat alumina can be easily adjusted by general classification operations such as sieving and wind power classification.

カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、その特異な構造上、圧壊強度が非常に高く、外部応力が加わっても容易には圧壊しない。これより、コーティング剤に配合した際、アルミナ粒子自体の異方性に基づく流動性不良が起こり難い。従って、アルミナ粒子が本来もつ機能を存分に引き出せる上に、仮にそれを板状アルミナ粒子と併せて混合して用いても、長手方向に配向がちな板状アルミナ粒子を、ランダムな方向に存在させることが可能となる。結果として長手方向のみならず、厚さ方向に対しても優れた機械強度、耐摩耗性等を発現できる。 Alumina particles having a cardhouse structure have extremely high crushing strength due to their unique structure, and do not easily crush even when external stress is applied. As a result, when blended with the coating agent, poor fluidity due to the anisotropy of the alumina particles themselves is unlikely to occur. Therefore, in addition to being able to fully bring out the original function of the alumina particles, even if it is mixed with the plate-shaped alumina particles and used, the plate-shaped alumina particles that tend to be oriented in the longitudinal direction are present in random directions. It becomes possible to make it. As a result, excellent mechanical strength, wear resistance, etc. can be exhibited not only in the longitudinal direction but also in the thickness direction.

アルミナ粒子は、その特異な構造に基づき、粉体としての流動性に優れ、工業製品として応用する為の、ホッパーやフィーダー等、機械搬送の際に用いる供給機の吐出を上げる事が可能となる。アルミナ粒子は、その特有の構造により内部に空隙を持つ為、かさ比重は板状アルミナ粒子と大きくは変わらないが、板状アルミナ粒子と比較し、球形度が高くかつ上述の通り圧壊強度が高く壊れにくいものである為、アルミナ粒子の転がりによる搬送のし易さに与える効果が高いと推測される。 Based on its unique structure, alumina particles have excellent fluidity as powder, and it is possible to increase the discharge of feeders used for machine transportation such as hoppers and feeders for application as industrial products. .. Since the alumina particles have voids inside due to their unique structure, the bulk specific gravity is not much different from that of the plate-shaped alumina particles, but the sphericality is higher and the crushing strength is higher as described above as compared with the plate-shaped alumina particles. Since it is hard to break, it is presumed that it has a high effect on the ease of transportation due to the rolling of alumina particles.

アルミナ粒子は、カードハウス構造を有する。カードハウス構造は上記説明したとおりである。このアルミナ粒子は、好ましくは平板状アルミナが四角形以上の多角形状であって、隣接するアルミナ粒子の少なくとも一部が互いに接触している状態であり、より好ましくは平板状アルミナが五角形以上の多角板状であって、隣接するアルミナ粒子の少なくとも一部が互いに接触しているものである。 Alumina particles have a cardhouse structure. The card house structure is as described above. The alumina particles are preferably in a state in which the flat plate-shaped alumina has a polygonal shape of a quadrangle or more, and at least a part of the adjacent alumina particles are in contact with each other, and more preferably, the flat plate-shaped alumina is a polygonal plate having a pentagonal shape or more. The shape is such that at least a part of adjacent alumina particles are in contact with each other.

[結晶形・α結晶化率]
アルミナ粒子は酸化アルミニウムであり、結晶形は特に制限されず、例えば、γ、δ、θ、κ等の各種の結晶形の遷移アルミナであっても、または遷移アルミナ中にアルミナ水和物を含んでいるものであっても良いが、より機械的な強度に優れる点で、基本的にα結晶形であることが好ましい。
[Crystal form / α crystallization rate]
The alumina particles are aluminum oxide, and the crystal form is not particularly limited. For example, transition alumina having various crystal forms such as γ, δ, θ, and κ, or containing alumina hydrate in the transition alumina. However, it is basically preferable to be in the α crystal form because it is more excellent in mechanical strength.

アルミナ粒子のα結晶化率は、XRD測定により求めることができる。
例えば、後述する広角X線回折(XRD)装置(リガク社製、Ultima IV)を用い、作製した試料を測定試料用ホルダーにのせセットし、Cu/Kα線、40kV/40mA、スキャンスピード2度/分、走査範囲10〜70°の条件で測定し、ベースラインに対するα−アルミナのピークの強度比からα結晶化度を求める。α結晶化率は焼成条件や使用する原料により異なり、アルミナ粒子の圧壊強度及び流動性を向上させるとの観点からは、α結晶化率が90%以上であることが好ましく、更に好ましくは95%以上である。なお、測定に供する試料は、アルミナ粒子であっても、何らかの機械処理によりカードハウス構造を解して得た平板状アルミナであっても良い。
The α crystallization rate of the alumina particles can be determined by XRD measurement.
For example, using a wide-angle X-ray diffraction (XRD) device (Ultima IV manufactured by Rigaku Co., Ltd.) described later, the prepared sample is placed on a holder for a measurement sample and set, and Cu / Kα ray, 40 kV / 40 mA, scan speed 2 degrees / The degree of α crystallinity is determined from the intensity ratio of the peak of α-alumina to the baseline by measuring under the condition of 10 to 70 ° in scanning range. The α crystallization rate varies depending on the firing conditions and the raw materials used, and from the viewpoint of improving the crushing strength and fluidity of the alumina particles, the α crystallization rate is preferably 90% or more, more preferably 95%. That is all. The sample to be measured may be alumina particles or flat alumina obtained by unraveling the cardhouse structure by some mechanical treatment.

[平均粒子径]
カードハウス構造を有するアルミナ粒子の平均粒子径は、その構造が形成できる範囲においては如何なるサイズでも構わないが、流動性に優れ、耐摩耗性が向上するという点においては平均粒子径3μm以上であり、10μm以上が好ましい。また、サイズが大きすぎるとコーティング剤の塗膜において、カードハウス構造が露出することによる外観不良を起こす可能性がある為、平均粒子径1000μm以下であり、300μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。
上記数値の数値範囲の一例としては、3μm以上300μm以下であり、10μm以上100μm以下であってもよい。
なお、本明細書において「アルミナ粒子の平均粒子径」とは、レーザー回折式乾式粒度分布計により測定された体積基準の累積粒度分布から、体積基準メジアン径D50として算出された値とする。
[Average particle size]
The average particle size of the alumina particles having a cardhouse structure may be any size as long as the structure can be formed, but the average particle size is 3 μm or more in terms of excellent fluidity and improved wear resistance. It is preferably 10 μm or more. Further, if the size is too large, the coating film of the coating agent may have an appearance defect due to the exposure of the card house structure. Therefore, the average particle size is 1000 μm or less, preferably 300 μm or less, and more preferably 100 μm or less. ..
As an example of the numerical range of the above numerical values, it may be 3 μm or more and 300 μm or less, and may be 10 μm or more and 100 μm or less.
In the present specification, the "average particle size of alumina particles" is a value calculated as a volume-based median diameter D 50 from a volume-based cumulative particle size distribution measured by a laser diffraction type dry particle size distribution meter.

[最大粒子径]
また、アルミナ粒子の体積基準の最大粒子径(本明細書では、以下、単に「最大粒子径」と記載する場合がある。)は特に限定されるものではないが、通常3000μm以下であり、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下である。
[Maximum particle size]
Further, the maximum particle size based on the volume of the alumina particles (hereinafter, may be simply referred to as “maximum particle size” in the present specification) is not particularly limited, but is usually 3000 μm or less, which is preferable. Is 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less.

アルミナ粒子の最大粒子径が、上記上限より大きいと、コーティング剤の塗膜の表面にアルミナ粒子が突出して、外観不良を引き起こす恐れがあるため好ましくない。 If the maximum particle size of the alumina particles is larger than the above upper limit, the alumina particles may protrude on the surface of the coating film of the coating agent, which may cause poor appearance, which is not preferable.

尚、ここでいうアルミナ粒子の平均粒子径および最大粒子径は、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有するアルミナ粒子そのものをレーザー回折式粒度分布計を用いて測定した乾式法により求めた値である。
また、上記平均粒径及び最大粒子径は、例えば、これを適当な溶剤に分散させ、具体的には、分散安定剤としてヘキサメタリン酸ナトリウム等を含有する純水媒体中にアルミナ粒子を分散させた試料を、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置にて測定する、湿式法により推測することもできる。
The average particle size and the maximum particle size of the alumina particles referred to here are the laser diffraction type particle size distribution of the alumina particles themselves having a card house structure formed by three or more flat plates and having the flat alumina fixed to each other. It is a value obtained by a dry method measured using a meter.
Further, the average particle size and the maximum particle size are, for example, dispersed in an appropriate solvent, and specifically, alumina particles are dispersed in a pure water medium containing sodium hexametaphosphate or the like as a dispersion stabilizer. The sample can also be estimated by a wet method, which is measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device.

[平板状アルミナのアスペクト比]
平板状アルミナは、多角板状であり、かつ厚みに対する粒子径の比率であるアスペクト比が2〜500であることが好ましい。アスペクト比が2以上であると、平板状アルミナ特有の性能を保持した状態でのカードハウス構造の形成に有利であり好ましく、アスペクト比が500以下であると、アルミナ粒子の平均粒子径の調整が容易に行える上、コーティング剤の塗膜において、カードハウス構造が露出することによる外観不良の発生や機械的強度低下が抑制でき、好ましい。より好ましくは、アスペクト比が5〜300、更に好ましくは7〜100であり、特に好ましくは10〜50である。アスペクト比が10〜100であると、平板状アルミナの熱的特性や輝度をはじめとする光学特性に優れ、かつ流動性及び耐摩耗性の高いカードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られ、実用性の点で好ましい。
[Aspect ratio of flat alumina]
The flat alumina is preferably polygonal and has an aspect ratio of 2 to 500, which is the ratio of the particle size to the thickness. When the aspect ratio is 2 or more, it is advantageous and preferable to form a card house structure while maintaining the performance peculiar to flat plate alumina, and when the aspect ratio is 500 or less, the average particle size of the alumina particles can be adjusted. In addition to being easy to perform, it is preferable that the coating agent can suppress the occurrence of appearance defects and the decrease in mechanical strength due to the exposure of the card house structure. More preferably, the aspect ratio is 5 to 300, still more preferably 7 to 100, and particularly preferably 10 to 50. When the aspect ratio is 10 to 100, alumina particles having a card house structure having excellent optical characteristics such as thermal characteristics and brightness of flat plate alumina and high fluidity and wear resistance can be obtained, which is practical. It is preferable in that.

なお、本明細書において、平板状アルミナの厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、10個の厚みを測定した平均値を採用するものとする。 In this specification, the thickness of the flat plate alumina shall be the average value obtained by measuring the thicknesses of 10 pieces using a scanning electron microscope (SEM).

また、平板状アルミナの粒子径は、板の輪郭線上の2点間の距離のうち、最大の長さの算術平均値を意味し、その値は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定された値を採用するものとする。 The particle size of the flat plate alumina means the arithmetic average value of the maximum length of the distance between two points on the contour line of the plate, and the value is measured using a scanning electron microscope (SEM). The value shall be adopted.

平板状アルミナの長径の値は、任意の100個の平板状アルミナ粒子の長径を走査型電子顕微鏡(SEM)により得られたイメージから測定、算出された値を意味する。
尚、平板状アルミナの長径を求める方法は、例えば、アルミナ粒子をSEMで観察し、アルミナ粒子中央に位置する平板状アルミナの最大の長さを測定する方法を用いる。あるいは、アルミナ粒子に風力分級操作を行うことで得られる単片の最大の長さを、SEMで測定する方法を用いても良い。または、平板状アルミナ自体を破壊しない条件下において、何らかの機械処理によりカードハウス構造を解して単片を得て、SEMで最大の長さを測定する方法を用いても良い。
The major axis value of flat alumina means a value calculated by measuring the major axis of any 100 flat alumina particles from an image obtained by a scanning electron microscope (SEM).
As a method for determining the major axis of the flat plate-shaped alumina, for example, a method of observing the alumina particles with SEM and measuring the maximum length of the flat plate-shaped alumina located at the center of the alumina particles is used. Alternatively, a method of measuring the maximum length of a single piece obtained by performing a wind power classification operation on alumina particles by SEM may be used. Alternatively, a method may be used in which the card house structure is solved by some mechanical treatment to obtain a single piece and the maximum length is measured by SEM under the condition that the flat alumina itself is not destroyed.

また、カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、例えば、平均粒子径3μm以上1000μm以下が好ましいことから、それを構成する、平板状アルミナは、例えば、厚みが0.01μm〜5μm、長径が0.1μm〜500μm、厚みに対する長径の比率であるアスペクト比が2〜500であることが好ましい。なかでも、このアルミナ粒子を耐摩耗剤として用いる場合には、その使い勝手が良好なことから、平板状アルミナの厚みが0.03μm〜3μmであり、長径が0.5μm〜100μmであり、アスペクト比が5〜300であることがより好ましい。更に好ましくは、平板状アルミナの厚みが0.1μm〜3μmであり、長径が1μm〜30μmであり、アスペクト比が10〜100である。 Further, since the alumina particles having a card house structure preferably have an average particle diameter of 3 μm or more and 1000 μm or less, for example, the flat alumina particles constituting the alumina particles have, for example, a thickness of 0.01 μm to 5 μm and a major axis of 0.1 μm. It is preferably ~ 500 μm and the aspect ratio, which is the ratio of the major axis to the thickness, is 2 to 500. Among them, when these alumina particles are used as an abrasion resistant agent, the thickness of the flat plate alumina is 0.03 μm to 3 μm, the major axis is 0.5 μm to 100 μm, and the aspect ratio is good because of its good usability. Is more preferably 5 to 300. More preferably, the thickness of the flat alumina is 0.1 μm to 3 μm, the major axis is 1 μm to 30 μm, and the aspect ratio is 10 to 100.

[珪素・ゲルマニウム]
また、カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、珪素(珪素原子及び/又は無機珪素化合物)及び/又はゲルマニウム(ゲルマニウム原子及び/又は無機ゲルマニウム化合物)を含有していることが好ましく、なかでも、珪素及び/又はゲルマニウムを、当該平板状アルミナの表面に含有しているものが好ましい。特に、表面に局在的に含有している方が、それを内部に含有しているよりも、より少量で、例えばバインダーとの親和性を効果的に向上させるためには好ましい。
[Silicon / Germanium]
Further, the alumina particles having a cardhouse structure preferably contain silicon (silicon atom and / or inorganic silicon compound) and / or germanium (germanium atom and / or inorganic germanium compound), and among them, silicon and / or inorganic germanium compound. / Or germanium is preferably contained on the surface of the flat alumina. In particular, it is preferable to locally contain it on the surface in a smaller amount than to contain it internally, for example, in order to effectively improve the affinity with the binder.

当該珪素及びゲルマニウムは、後述するアルミナ粒子の製造方法において、形状制御剤として用いた珪素、珪素化合物、及びゲルマニウム化合物に由来するものであってよい。 The silicon and germanium may be derived from the silicon, the silicon compound, and the germanium compound used as the shape control agent in the method for producing alumina particles described later.

アルミナ粒子が含む珪素は、珪素単体であってもよく、珪素化合物中の珪素であってもよい。実施形態に係る平板状アルミナ粒子は、珪素又は珪素化合物として、ムライト、Si、SiO、SiO、及びアルミナと反応して生成した珪酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種を含んでいてもよく、上記物質を表層に含んでいてもよい。ムライトについては、後述する。 The silicon contained in the alumina particles may be silicon alone or silicon in a silicon compound. The flat alumina particles according to the embodiment may contain at least one selected from the group consisting of mullite, Si, SiO 2 , SiO, and aluminum silicate produced by reacting with alumina, as silicon or a silicon compound. , The above substance may be contained in the surface layer. Mullite will be described later.

珪素及び/又はゲルマニウムを含む平板状アルミナの、表面にどの程度の量、珪素及び/又はゲルマニウムが偏在しているかについては、例えば、蛍光X線分析装置(XRF)を用いた分析、ならびに、X線光電子分光法(XPS)を用いた分析で測定することができる。 The amount of silicon and / or germanium unevenly distributed on the surface of the flat alumina containing silicon and / or germanium can be determined by, for example, analysis using a fluorescent X-ray analyzer (XRF) and X. It can be measured by analysis using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

一般的に、蛍光X線分析法(XRF)はX線の照射により発生する蛍光X線を検出し、波長と強度を測定することにより材料のバルク組成の定量分析を行う手法である。また、一般的に、X線光電子分光法(XPS)は試料表面にX線を照射し、試料表面から放出される光電子の運動エネルギーを計測することで、試料表面を構成する元素組成の分析を行う手法である。珪素及び/又はゲルマニウムが、平板状アルミナの表面及びその近傍に偏って存在することは、具体的には、生成物のXRF分析結果により求められる[Si]/[Al]%(バルク、モル比)又は[Ge]/[Al]%(バルク、モル比)と比較し、XPS分析結果により求められる[Si]/[Al]%(表面)又は[Ge]/[Al]%(表面)は大きい値を示すか否かから推定できると考えられる。これは、珪素及び/又はゲルマニウムを配合することによって得られた平板状アルミナ表面は、珪素及び/又はゲルマニウムの量が、平板状アルミナの最内部と比較し多い事を意味するからである。尚、上記した様なXRF分析は、株式会社リガク製、Primus IV等を用いて行うことができる。また、XPS分析は、アルバックファイ社製、Quantera SXM等を用いて行うことができる。 In general, the fluorescent X-ray analysis method (XRF) is a method for quantitatively analyzing the bulk composition of a material by detecting fluorescent X-rays generated by irradiation with X-rays and measuring the wavelength and intensity. In general, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) irradiates the sample surface with X-rays and measures the kinetic energy of photoelectrons emitted from the sample surface to analyze the elemental composition constituting the sample surface. This is the method to be performed. The uneven presence of silicon and / or germanium in and near the surface of flat alumina is specifically determined by the XRF analysis result of the product [Si] / [Al]% (bulk, molar ratio). ) Or [Ge] / [Al]% (bulk, molar ratio), and [Si] / [Al]% (surface) or [Ge] / [Al]% (surface) obtained from the XPS analysis result is It can be estimated from whether or not it shows a large value. This is because the flat alumina surface obtained by blending silicon and / or germanium has a large amount of silicon and / or germanium as compared with the innermost part of the flat alumina. The XRF analysis as described above can be performed using Primus IV or the like manufactured by Rigaku Co., Ltd. Further, XPS analysis can be performed using Quantera SXM or the like manufactured by ULVAC-PHI.

アルミナ粒子としては、好ましくは、それを構成する平板状アルミナの表面に珪素原子及び/又は無機珪素化合物が局在的に含有しているのが良い。XPS分析において、Alに対するSiのモル比[Si]/[Al]の値が、0.001以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.02以上であることがさらに好ましく、0.1以上であることが特に好ましい。
前記XPS分析のモル比[Si]/[Al]の値の上限は特に限定されるものではないが、0.5以下であってもよく、0.4以下であってもよく、0.3以下であってもよい。
As the alumina particles, it is preferable that silicon atoms and / or inorganic silicon compounds are locally contained on the surface of the flat alumina constituting the alumina particles. In the XPS analysis, the value of the molar ratio [Si] / [Al] of Si to Al is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, and preferably 0.02 or more. It is more preferably 0.1 or more, and particularly preferably 0.1 or more.
The upper limit of the molar ratio [Si] / [Al] in the XPS analysis is not particularly limited, but may be 0.5 or less, 0.4 or less, or 0.3. It may be as follows.

アルミナ粒子は、XPS分析において取得された、Alに対するSiのモル比[Si]/[Al]の値が、0.001以上0.5以下であることが好ましく、0.01以上0.4以下であることがより好ましく、0.02以上0.3以下であることがさらに好ましく、0.1以上0.3以下であることが特に好ましい。XPS分析により取得された、Alに対するSiのモル比が上記範囲内であることで、平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子を容易に取得でき、また得られたアルミナ粒子は、優れた流動性及び圧壊強度を発揮し、耐摩耗性を向上できるため好ましい。また、例えばバインダーとの親和性をより良好とすることができる。 For the alumina particles, the value of the molar ratio [Si] / [Al] of Si to Al obtained in the XPS analysis is preferably 0.001 or more and 0.5 or less, and 0.01 or more and 0.4 or less. It is more preferably 0.02 or more and 0.3 or less, and particularly preferably 0.1 or more and 0.3 or less. When the molar ratio of Si to Al obtained by XPS analysis is within the above range, alumina particles having a cardhouse structure formed of flat alumina can be easily obtained, and the obtained alumina particles can be obtained. It is preferable because it exhibits excellent fluidity and crushing strength and can improve wear resistance. Further, for example, the affinity with the binder can be improved.

平板状アルミナ表面に珪素原子及び/又は無機珪素化合物の量が多いことで、それが存在しない場合に比べて、平板状アルミナからなるアルミナ粒子の表面性状をより疎水化することができるだけでなく、耐摩耗剤として用いた際の有機化合物や種々のバインダーやマトリックスとの親和性を向上させる事が可能となる。更に、アルミナ粒子表面に存在する珪素原子及び/又は珪素化合物を反応点として、有機シラン化合物をはじめとする各種カップリング剤との反応へも寄与し、アルミナ表面の表面状態を容易に調整することも可能となる。 Due to the large amount of silicon atoms and / or inorganic silicon compounds on the surface of the flat alumina, not only the surface texture of the alumina particles made of the flat alumina can be made more hydrophobic as compared with the case where it is not present, but also It is possible to improve the affinity with organic compounds and various binders and matrices when used as an abrasion resistant agent. Further, the silicon atom and / or the silicon compound existing on the surface of the alumina particles is used as a reaction point to contribute to the reaction with various coupling agents including the organic silane compound, and the surface state of the alumina surface can be easily adjusted. Is also possible.

アルミナ粒子表面のSi量の分析を、上記X線光電子分光(XPS)装置を用いて行う場合、試料を両面テープ上にプレス固定し、以下の条件で組成分析を行うことができる。
・X線源:単色化AlKα、ビーム径100μmφ、出力25W
・測定:エリア測定(1000μm四方)、n=3
・帯電補正:C1s=284.8eV
When the amount of Si on the surface of alumina particles is analyzed using the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus, the sample can be press-fixed on double-sided tape and the composition can be analyzed under the following conditions.
-X-ray source: monochromatic AlKα, beam diameter 100 μmφ, output 25 W
-Measurement: Area measurement (1000 μm square), n = 3
-Charge correction: C1s = 284.8eV

アルミナ粒子が、更に珪素を含む場合、XRF分析によってSiが検出される。実施形態に係るアルミナ粒子は、XRF分析によって取得された、Alに対するSiのモル比[Si]/[Al]が、0.0003以上0.1以下であることが好ましく、0.0005以上0.08以下であることがより好ましく、0.005以上0.05以下であることがより好ましく、0.005以上0.01以下であることがさらに好ましい。 If the alumina particles further contain silicon, Si is detected by XRF analysis. The alumina particles according to the embodiment preferably have a molar ratio of Si to Al [Si] / [Al] obtained by XRF analysis of 0.0003 or more and 0.1 or less, preferably 0.0005 or more and 0. It is more preferably 08 or less, more preferably 0.005 or more and 0.05 or less, and further preferably 0.005 or more and 0.01 or less.

前記XRF分析により取得された前記モル比[Si]/[Al]の値が、上記範囲内であることで、平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子を容易に取得でき、また得られたアルミナ粒子は、優れた流動性及び圧壊強度を発揮し、耐摩耗性を向上できるため好ましい。 When the value of the molar ratio [Si] / [Al] obtained by the XRF analysis is within the above range, alumina particles having a cardhouse structure formed of flat alumina can be easily obtained, and the alumina particles can be easily obtained. The obtained alumina particles are preferable because they can exhibit excellent fluidity and crushing strength and can improve wear resistance.

アルミナ粒子は、その製造方法で用いた珪素又は珪素化合物に対応した、珪素を含むものである。XRF分析において取得された、アルミナ粒子100質量%に対する珪素の含有量は、二酸化珪素(SiO)換算で、0.01質量%以上8質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上4質量以下であることがさらに好ましく、0.5質量%以上2質量%以下であることが特に好ましい。
珪素の含有量が上記範囲内であることで、平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子を容易に取得でき、また得られたアルミナ粒子は、優れた流動性及び圧壊強度を発揮し、耐摩耗性を向上できるため好ましい。
The alumina particles contain silicon, which corresponds to the silicon or silicon compound used in the production method. The content of silicon with respect to 100% by mass of alumina particles obtained in the XRF analysis is preferably 0.01% by mass or more and 8% by mass or less in terms of silicon dioxide (SiO 2), and is 0.1% by mass or more. It is more preferably 5% by mass or less, further preferably 0.5% by mass or more and 4% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or more and 2% by mass or less.
When the silicon content is within the above range, alumina particles having a card house structure formed of flat alumina can be easily obtained, and the obtained alumina particles exhibit excellent fluidity and crushing strength. However, it is preferable because the abrasion resistance can be improved.

XRF分析は、後述する実施例に記載の測定条件と同一の条件、又は同一の測定結果が得られる互換性のある条件のもと実施されるものとする。 The XRF analysis shall be performed under the same conditions as the measurement conditions described in Examples described later, or under compatible conditions in which the same measurement results can be obtained.

(ゲルマニウム)
アルミナ粒子は、ゲルマニウムを含んでいてもよい。また、アルミナ粒子は、ゲルマニウムを表層に含んでいてもよい。
使用する原料によっても異なるが、アルミナ粒子は、ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物として、例えば、Ge、GeO、GeO、GeCl、GeBr、GeI、GeS、AlGe、GeTe、GeTe3、As、GeSe、GeSAs、SiGe、LiGe、FeGe、SrGe、GaGe等の化合物、及びこれらの酸化物等からなる群から選択される少なくとも一種を含んでいてもよく、上記物質を表層に含んでいてもよい。
なお、実施形態に係るアルミナ粒子が含む「ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物」と、原料の形状制御剤として用いる「原料ゲルマニウム化合物」とは同じ種類のゲルマニウム化合物であってもよい。
(germanium)
The alumina particles may contain germanium. Further, the alumina particles may contain germanium in the surface layer.
Alumina particles can be used as germanium or germanium compounds, for example, Ge, GeO 2 , GeO, GeCl 2 , GeBr 4 , GeI 4 , GeS 2 , AlGe, GeTe, GeTe 3, As 2 , GeSe, depending on the raw material used. , GeS 3 As, SiGe, Li 2 Ge, FeGe, SrGe, GaGe and the like, and at least one selected from the group consisting of oxides thereof and the like may be contained, and the above-mentioned substance is contained in the surface layer. May be good.
The "germanium or germanium compound" contained in the alumina particles according to the embodiment and the "raw material germanium compound" used as the shape control agent of the raw material may be the same type of germanium compound.

実施形態に係るアルミナ粒子は、それを構成する平板状アルミナの表層にゲルマニウム又はゲルマニウム化合物を含んでいてもよい。表層にゲルマニウム又はゲルマニウム化合物を含むことにより、例えば、樹脂と混合してコーティング剤を製造する場合に、樹脂とのなじみがよく、アンカー効果により密着性が高くなり、より一層耐摩耗性に優れたコーティング剤を提供できる。また、アルミナ粒子の表層にモース硬度の低いゲルマニウム又はゲルマニウム化合物を含むことにより、コーティング剤を製造する機器を摩耗させ難いものとすることができる。 The alumina particles according to the embodiment may contain germanium or a germanium compound in the surface layer of the flat alumina constituting the alumina particles. By containing germanium or a germanium compound in the surface layer, for example, when a coating agent is produced by mixing with a resin, the coating agent has good compatibility with the resin, the adhesion is improved by the anchor effect, and the wear resistance is further excellent. A coating agent can be provided. Further, by containing germanium or a germanium compound having a low Mohs hardness in the surface layer of the alumina particles, it is possible to make it difficult to wear the equipment for producing the coating agent.

ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物は、平板状アルミナの表層に含まれることで、顕著な耐摩耗効果及び機器の摩耗低減が発現する。ここで「表層」とは実施形態に係る平板状アルミナ粒子の表面から10nm以内のことをいう。この距離は、XPSの検出深さに対応する。尚、このゲルマニウムを含む表層は、10nm以内の非常に薄い層になり、例えば二酸化ゲルマニウムであった場合、表面及び界面における二酸化ゲルマニウム構造の欠陥等が多くなれば、樹脂とのなじみがさらに良好になり、構造欠陥の無い或いは少ない二酸化ゲルマニウムに比べて、更に、耐摩耗性を顕著に発揮することができる。
アルミナ粒子は、ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物が平板状アルミナ表層に偏在していることが好ましい。ここで「表層に偏在」するとは、前記表層における単位体積あたりのゲルマニウム又はゲルマニウム化合物の質量が、前記表層以外における単位体積あたりのゲルマニウム又はゲルマニウム化合物の質量よりも多い状態をいう。ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物が表層に偏在していることは、XPSによる表面分析と、XRFによる全体分析の結果を比較することで判別できる。ゲルマニウム又はゲルマニウム化合物は表層に偏在させることで、表層だけでなく表層以外(内層)にもゲルマニウム又はゲルマニウム化合物を存在させる場合に比べて、より少量で、同様水準でゲルマニウム又はゲルマニウム化合物に基づく優れた耐摩耗効果及び機器の摩耗低減効果を発揮することができる。
When the germanium or the germanium compound is contained in the surface layer of the flat plate alumina, a remarkable wear resistance effect and a reduction in wear of the equipment are exhibited. Here, the "surface layer" means within 10 nm from the surface of the flat alumina particles according to the embodiment. This distance corresponds to the XPS detection depth. The surface layer containing germanium is a very thin layer within 10 nm. For example, in the case of germanium dioxide, if there are many defects in the germanium dioxide structure on the surface and the interface, the compatibility with the resin is further improved. Therefore, the abrasion resistance can be remarkably exhibited as compared with germanium dioxide having no or few structural defects.
As for the alumina particles, it is preferable that germanium or a germanium compound is unevenly distributed on the surface layer of the flat alumina. Here, "unevenly distributed on the surface layer" means a state in which the mass of germanium or germanium compound per unit volume in the surface layer is larger than the mass of germanium or germanium compound per unit volume other than the surface layer. The uneven distribution of germanium or germanium compound on the surface layer can be determined by comparing the results of surface analysis by XPS and overall analysis by XRF. By unevenly distributing the germanium or the germanium compound on the surface layer, the germanium or the germanium compound is superior to the case where the germanium or the germanium compound is present not only on the surface layer but also on the non-surface layer (inner layer) in a smaller amount and at the same level based on the germanium or the germanium compound. It is possible to exert the wear resistance effect and the wear reduction effect of the equipment.

XRF分析において取得された、アルミナ粒子100質量%に対するゲルマニウムの含有量は、二酸化ゲルマニウム(GeO)換算で、0.01質量%以上8質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上4質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of germanium with respect to 100% by mass of alumina particles obtained in the XRF analysis is preferably 0.01% by mass or more and 8% by mass or less in terms of germanium dioxide (GeO 2), and is preferably 0.1% by mass or more. It is more preferably 5% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or more and 4% by mass or less.

(ムライト)
実施形態に係るアルミナ粒子は、それを構成する平板状アルミナの表層表層にムライトを含んでいてもよい。表層にムライトを含むことにより、例えば、樹脂と混合してコーティング剤を製造する場合に、樹脂とのなじみがよく、アンカー効果により密着性が高くなり、より一層耐摩耗性に優れたコーティング剤を提供できる。また、アルミナ粒子の表層にモース硬度の低いムライトを含むことにより、コーティング剤を製造する機器を摩耗させ難いものとすることができる。
(Mullite)
The alumina particles according to the embodiment may contain mullite in the surface layer of the flat plate-like alumina constituting the alumina particles. By containing mullite in the surface layer, for example, when a coating agent is manufactured by mixing with a resin, the coating agent has good compatibility with the resin, has high adhesion due to the anchor effect, and has even more excellent wear resistance. Can be provided. Further, by including mullite having a low Mohs hardness in the surface layer of the alumina particles, it is possible to make it difficult for the equipment for producing the coating agent to be worn.

ムライトは、平板状アルミナの表層に含まれることで、顕著な耐摩耗効果及び機器の摩耗低減効果が発現する。アルミナ粒子が表層に含んでもよい「ムライト」は、AlとSiとの複合酸化物でありAlSiz表わされるが、x、y、zの値に特に制限はない。より好ましい範囲はAlSi〜AlSi13であり、例えば、Al2.85Si6.3、AlSi6.5、Al3.67Si7.5、AlSi、又はAlSi13を含むものである。平板状アルミナ粒子は、Al2.85Si6.3、AlSi6.5、Al3.67Si7.5、AlSi、およびAlSi13からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を表層に含んでいてもよい。ここで「表層」とは平板状アルミナの表面から10nm以内のことをいう。この距離は、XPSの検出深さに対応する。尚、このムライト表層は、10nm以内の非常に薄い層になり、表面及び界面におけるムライト結晶の欠陥等が多くなれば、樹脂とのなじみがさらに良好になり、結晶欠陥の無い或いは少ないムライトに比べて、更に、耐摩耗効果を顕著に発揮することができる。
アルミナ粒子は、ムライトが平板状アルミナの表層に偏在していることが好ましい。ここで「表層に偏在」するとは、前記表層における単位体積あたりのムライトの質量が、前記表層以外における単位体積あたりのムライトの質量よりも多い状態をいう。ムライトが表層に偏在していることは、XPSによる表面分析と、XRFによる全体分析の結果を比較することで判別できる。ムライトは表層に偏在させることで、表層だけでなく表層以外(内層)にもムライトを存在させる場合に比べて、より少量で、同様水準でムライトに基づく優れた耐摩耗効果及び機器の摩耗低減効果を発揮することができる。
By containing mullite in the surface layer of flat alumina, a remarkable wear resistance effect and a wear reduction effect of equipment are exhibited. The "mullite" that the alumina particles may contain in the surface layer is a composite oxide of Al and Si and is represented by Al X Si YO z, but the values of x, y, and z are not particularly limited. A more preferable range is Al 2 Si 1 O 5 to Al 6 Si 2 O 13 , for example, Al 2.85 Si 1 O 6.3 , Al 3 Si 1 O 6.5 , Al 3.67 Si 1 O 7 It contains .5, Al 4 Si 1 O 8 or Al 6 Si 2 O 13. The flat alumina particles are Al 2.85 Si 1 O 6.3 , Al 3 Si 1 O 6.5 , Al 3.67 Si 1 O 7.5 , Al 4 Si 1 O 8 and Al 6 Si 2 O. The surface layer may contain at least one compound selected from the group consisting of 13. Here, the "surface layer" means within 10 nm from the surface of the flat alumina. This distance corresponds to the XPS detection depth. The surface layer of mullite is a very thin layer within 10 nm, and if there are many defects of mullite crystals on the surface and interface, the compatibility with the resin becomes better, and compared with mullite having no or few crystal defects. Further, the wear resistance effect can be remarkably exhibited.
As for the alumina particles, it is preferable that mullite is unevenly distributed on the surface layer of the flat alumina. Here, "unevenly distributed on the surface layer" means a state in which the mass of mullite per unit volume in the surface layer is larger than the mass of mullite per unit volume in other than the surface layer. The uneven distribution of mullite on the surface layer can be determined by comparing the results of surface analysis by XPS and overall analysis by XRF. By unevenly distributing mullite on the surface layer, the amount of mullite is smaller than that when mullite is present not only on the surface layer but also on other than the surface layer (inner layer). Can be demonstrated.

また、前記表層のムライトは、ムライト層を形成していてもよく、ムライトとアルミナとが混在した状態であってもよい。表層のムライトとアルミナとの界面は、ムライトとアルミナとが物理的に接触した状態であってもよく、ムライトとアルミナとがSi−O−Alなどの化学結合を形成していてもよい。アルミナとSiOとの組み合わせに対して、アルミナとムライトとを必須成分とする組み合わせは、構成原子組成の類似性の高さや、フラックス法を採用した場合には、それに基づく上記Si−O−Alなどの化学結合の形成し易さの観点から、よりアルミナとムライトとが強固に結着し剥がれ難いものとすることが出来る。このことから、Si量が同等水準であれば、アルミナとムライトとを必須成分とする組み合わせは、機器をより長期間に亘って耐摩耗効果及び機器の摩耗低減効果を発揮出来るため、より好ましい。アルミナとムライトとを必須成分とする組み合わせでの技術的効果は、アルミナとムライトのみでも、アルミナとムライトとシリカでも期待はできるが、どちらかと言えば、前者の二者組み合わせが技術的効果の水準はより高くなる。 Further, the mullite on the surface layer may form a mullite layer, or may be in a state in which mullite and alumina are mixed. The interface between mullite and alumina on the surface layer may be in a state where mullite and alumina are in physical contact with each other, or mullite and alumina may form a chemical bond such as Si—O—Al. Compared to the combination of alumina and SiO 2 , the combination containing alumina and mullite as essential components has a high degree of similarity in constituent atomic composition, and when the flux method is adopted, the above Si—O—Al is based on it. From the viewpoint of easiness of forming chemical bonds such as, alumina and mullite can be more firmly bonded and hard to be peeled off. From this, if the amount of Si is the same level, the combination of alumina and mullite as essential components is more preferable because the device can exhibit the wear resistance effect and the wear reduction effect of the device for a longer period of time. The technical effect of the combination of alumina and mullite as essential components can be expected with either alumina and mullite alone or with alumina, mullite and silica, but if anything, the former two combination is the level of technical effect. Will be higher.

また、アルミナ粒子表面のムライトの有無の分析は、リガク社製、Ultima IV等の広角X線回折(XRD)装置を用いて行うことができる。
例えば、試料を0.5mm深さの測定試料用ホルダーにのせ、一定荷重で平らになるように充填し、それを上記広角X線回折(XRD)装置にセットし、Cu/Kα線、40kV/40mA、スキャンスピード2度/分、走査範囲10〜70度の条件で測定を行う。
2θ=26.2±0.2度に認められるムライトのピーク高さをA、2θ=35.1±0.2度に認められる(104)面のα−アルミナのピーク高さをBとし、2θ=30±0.2度のベースラインの値をCとして、下記の式よりムライトの有無を判定することができる。Rの値は、例えば0.02以上であってよく、0.02以上0.3以下であってもよく、0.05以上0.2以下であってもよく、0.1以上0.12未満であってもよい。
R=(A−C)/(B−C)
(R:α−アルミナの(104)面のピーク高さBに対するムライトのピークの高さAの比)
Further, the presence or absence of mullite on the surface of the alumina particles can be analyzed using a wide-angle X-ray diffraction (XRD) apparatus such as Ultima IV manufactured by Rigaku Corporation.
For example, the sample is placed on a holder for a measurement sample having a depth of 0.5 mm, filled flat with a constant load, set in the wide-angle X-ray diffraction (XRD) apparatus, and Cu / Kα ray, 40 kV /. The measurement is performed under the conditions of 40 mA, a scanning speed of 2 degrees / minute, and a scanning range of 10 to 70 degrees.
Let A be the peak height of mullite observed at 2θ = 26.2 ± 0.2 degrees, and B be the peak height of α-alumina on the (104) plane observed at 2θ = 35.1 ± 0.2 degrees. With the baseline value of 2θ = 30 ± 0.2 degrees as C, the presence or absence of mullite can be determined from the following equation. The value of R may be, for example, 0.02 or more, 0.02 or more and 0.3 or less, 0.05 or more and 0.2 or less, and 0.1 or more and 0.12. It may be less than.
R = (AC) / (BC)
(R: Ratio of peak height A of mullite to peak height B of the (104) plane of α-alumina)

[モリブデン]
カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、モリブデンを含有していてもよい。
[molybdenum]
The alumina particles having a card house structure may contain molybdenum.

モリブデンは、後述するアルミナ粒子の製造方法において、フラックス剤として用いたモリブデン化合物に由来するものであってよい。 The molybdenum may be derived from the molybdenum compound used as the flux agent in the method for producing alumina particles described later.

モリブデンは触媒機能、光学的機能を有する。また、モリブデンを活用することにより、後述するように製造方法において、流動性に優れたアルミナ粒子を製造することができる。 Molybdenum has a catalytic function and an optical function. Further, by utilizing molybdenum, alumina particles having excellent fluidity can be produced in the production method as described later.

当該モリブデンとしては、特に制限されないが、モリブデン金属の他、酸化モリブデンや一部が還元されたモリブデン化合物、モリブデン酸塩等が含まれる。モリブデン化合物のとりうる多形のいずれか、または組み合わせで平板状アルミナ粒子に含まれてよく、α-MoO、β-MoO、MoO、MoO、モリブデンクラスター構造等として平板状アルミナ粒子に含まれてもよい。 The molybdenum is not particularly limited, and includes molybdenum metal, molybdenum oxide, a partially reduced molybdenum compound, molybdate, and the like. It may be contained in the flat alumina particles in any or a combination of possible polymorphs of the molybdenum compound, and is contained in the flat alumina particles as α-MoO 3 , β-MoO 3 , MoO 2 , MoO, molybdenum cluster structure and the like. May be.

モリブデンの含有形態は、特に制限されず、カードハウス構造を有するアルミナ粒子の平板状アルミナの表面に付着する形態で含まれていても、アルミナの結晶構造のアルミニウムの一部に置換された形態で含まれていてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。 The molybdenum-containing form is not particularly limited, and even if it is contained in a form of adhering to the surface of flat alumina of alumina particles having a cardhouse structure, it is in a form of being replaced with a part of aluminum having an alumina crystal structure. It may be included or a combination thereof.

XRF分析において取得された、前記アルミナ粒子100質量%に対するモリブデンの含有量は、三酸化モリブデン(MoO)換算で、好ましくは、10質量%以下であり、焼成温度、焼成時間、フラックス条件を調整する事で、好ましくは、0.001質量%以上8質量%以下であり、より好ましくは、0.01質量%以上8質量%以下であり、さらに好ましくは、0.1質量%以上5質量%以下である。モリブデンの含有量が10質量%以下であると、アルミナのα単結晶品質を向上させることから好ましい。 The content of molybdenum with respect to 100% by mass of the alumina particles obtained in the XRF analysis is preferably 10% by mass or less in terms of molybdenum trioxide (MoO 3 ), and the firing temperature, firing time, and flux conditions are adjusted. By doing so, it is preferably 0.001% by mass or more and 8% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 8% by mass or less, and further preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less. It is as follows. When the molybdenum content is 10% by mass or less, it is preferable because it improves the α single crystal quality of alumina.

XRF分析は、後述する実施例に記載の測定条件と同一の条件、又は同一の測定結果が得られる互換性のある条件のもと実施されるものとする。 The XRF analysis shall be performed under the same conditions as the measurement conditions described in Examples described later, or under compatible conditions in which the same measurement results can be obtained.

アルミナ粒子表面のMo量の分析は、上記のX線光電子分光(XPS)装置を用いて行うことができる。
例えば、上記X線光電子分光(XPS)装置を用い、試料を両面テープ上にプレス固定し、以下の条件で組成分析を行うことができる。XPS分析結果により求められる[Mo]/[Al](モル比)をカードハウス型アルミナ粒子表面のMo量としたとき、Mo量は、0.0005以上であるのが好ましい。
・X線源:単色化AlKα、ビーム径100μmφ、出力25W
・測定:エリア測定(1000μm四方)、n=3
・帯電補正:C1s=284.8eV
The analysis of the amount of Mo on the surface of the alumina particles can be performed using the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus.
For example, using the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus, a sample can be press-fixed on double-sided tape, and composition analysis can be performed under the following conditions. When [Mo] / [Al] (molar ratio) obtained from the XPS analysis result is the amount of Mo on the surface of the cardhouse type alumina particles, the amount of Mo is preferably 0.0005 or more.
-X-ray source: monochromatic AlKα, beam diameter 100 μmφ, output 25 W
-Measurement: Area measurement (1000 μm square), n = 3
-Charge correction: C1s = 284.8eV

[カリウム]
カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、カリウムを含有していてもよい。
[potassium]
Alumina particles having a card house structure may contain potassium.

カリウムは後述のアルミナ粒子の製造方法においてフラックス剤として使用可能なカリウムに由来するものであってよい。
カリウムを活用することにより、後述するアルミナ粒子の製造方法において、流動性に優れるアルミナ粒子を高効率に製造することができる。
Potassium may be derived from potassium that can be used as a flux agent in the method for producing alumina particles described later.
By utilizing potassium, alumina particles having excellent fluidity can be produced with high efficiency in the method for producing alumina particles described later.

当該カリウムとしては、特に制限されないが、カリウム金属の他、酸化カリウムや一部が還元されたカリウム化合物等が含まれる。 The potassium is not particularly limited, but includes potassium oxide, a partially reduced potassium compound, and the like, in addition to potassium metal.

カリウムの含有形態は、特に制限されず、カードハウス構造を有するアルミナ粒子の平板状アルミナの表面に付着する形態で含まれていても、アルミナの結晶構造のアルミニウムの一部に置換された形態で含まれていてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。 The form of potassium is not particularly limited, and even if it is contained in a form of adhering to the surface of flat alumina of alumina particles having a cardhouse structure, it is in a form of being replaced with a part of aluminum having a crystal structure of alumina. It may be included or a combination thereof.

XRF分析において取得された、前記アルミナ粒子100質量%に対するカリウムの含有量が、酸化カリウム(KO)換算で、0.05質量%以上であることが好ましく、0.05〜5質量%であることがより好ましく、0.1〜3質量%であることがさらに好ましく、0.1〜1質量%であることが特に好ましい。カリウムの含有量が上記範囲内であるアルミナ粒子は、カードハウス構造を有し、平均粒径等の値が好適なものとなるため好ましい。また、流動性に優れ、耐摩耗性を向上できるため好ましい。 Acquired in XRF analysis, the content of potassium to the alumina particles 100 mass%, with potassium oxide (K 2 O) in terms, preferably at least 0.05 mass%, 0.05 to 5 wt% It is more preferably 0.1 to 3% by mass, and particularly preferably 0.1 to 1% by mass. Alumina particles having a potassium content within the above range are preferable because they have a card house structure and a value such as an average particle size is suitable. Further, it is preferable because it has excellent fluidity and can improve wear resistance.

XRF分析は、後述する実施例に記載の測定条件と同一の条件、又は同一の測定結果が得られる互換性のある条件のもと実施されるものとする。 The XRF analysis shall be performed under the same conditions as the measurement conditions described in Examples described later, or under compatible conditions in which the same measurement results can be obtained.

(不可避不純物)
アルミナ粒子は不可避不純物を含みうる。
(Inevitable impurities)
Alumina particles may contain unavoidable impurities.

不可避不純物は、製造で使用する金属化合物に由来したり、原料中に存在したり、製造工程において不可避的にアルミナ粒子に混入するものであり、本来は不要なものであるが、微量であり、アルミナ粒子の特性に影響を及ぼさない不純物を意味する。 Inevitable impurities are derived from metal compounds used in manufacturing, are present in raw materials, or are inevitably mixed with alumina particles in the manufacturing process. It means impurities that do not affect the characteristics of alumina particles.

不可避不純物としては、特に制限されないが、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ナトリウム、等が挙げられる。これらの不可避不純物は単独で含まれていても、2種以上が含まれていてもよい。 The unavoidable impurities are not particularly limited, and examples thereof include magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, and sodium. These unavoidable impurities may be contained alone or in combination of two or more.

アルミナ粒子中の不可避不純物の含有量は、アルミナ粒子の質量に対して、10000ppm以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましく、10〜500ppmであることがさらに好ましい。 The content of unavoidable impurities in the alumina particles is preferably 10,000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, and even more preferably 10 to 500 ppm, based on the mass of the alumina particles.

(他の原子)
他の原子は、本発明の効果を阻害しない範囲において、耐摩耗効果、機械強度、電気や磁性機能付与を目的として意図的にアルミナ粒子に添加されるものを意味する。
(Other atoms)
Other atoms are those intentionally added to alumina particles for the purpose of imparting abrasion resistance, mechanical strength, electrical and magnetic functions, as long as the effects of the present invention are not impaired.

他の原子としては、特に制限されないが、亜鉛、マンガン、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム等が挙げられる。これらの他の原子は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of other atoms include, but are not limited to, zinc, manganese, calcium, strontium, yttrium and the like. These other atoms may be used alone or in combination of two or more.

アルミナ粒子中の他の原子の含有量は、アルミナ粒子の質量に対して、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。 The content of other atoms in the alumina particles is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, based on the mass of the alumina particles.

[有機化合物]
一実施形態において、アルミナ粒子は有機化合物を含んでいてもよい。当該有機化合物は、アルミナ粒子の表面に存在し、アルミナ粒子の表面物性を調節する機能を有する。例えば、表面に有機化合物を含んだアルミナ粒子は樹脂との親和性を向上することから、耐摩耗剤としてアルミナ粒子の機能を最大限に発現することができる。
[Organic compounds]
In one embodiment, the alumina particles may contain an organic compound. The organic compound exists on the surface of the alumina particles and has a function of adjusting the surface physical characteristics of the alumina particles. For example, the alumina particles containing an organic compound on the surface improve the affinity with the resin, so that the function of the alumina particles can be maximized as an abrasion resistant agent.

有機化合物としては、特に制限されないが、有機シラン、アルキルホスホン酸、およびポリマーが挙げられる。 The organic compound is not particularly limited, and examples thereof include organic silane, alkylphosphonic acid, and polymer.

前記有機シランとしては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアルキル基の炭素数が1〜22までのアルキルトリメトキシシランまたはアルキルトリクロロシラン類、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシラン類、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリメトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリエトキシシラン類等が挙げられる。 Examples of the organic silane include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, and iso-propyltri. Alkyltrimethoxysilanes or alkyltrichlorosilanes with alkyl groups from 1 to 22 such as ethoxysilane, pentiltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, trideca Fluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilanes, phenyltrimethoxysilanes, phenyltriethoxysilanes, p-chloromethylphenyltrimethoxysilanes, p-chloromethylphenyltriethoxysilanes and the like can be mentioned.

前記ホスホン酸としては、例えばメチルホスホン酸、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、ペンチルホスホン酸、ヘキシルホスホン酸、ヘプチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、2_エチルヘキシルホスホン酸、シクロヘキシルメチルホスホン酸、シクロヘキシルエチルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ドデシルベンゼンホスホン酸が挙げられる。 Examples of the phosphonic acid include methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, butylphosphonic acid, pentylphosphonic acid, hexylphosphonic acid, heptylphosphonic acid, octylphosphonic acid, decylphosphonic acid, dodecylphosphonic acid, octadecylphosphonic acid, and the like. Examples thereof include 2_ethylhexylphosphonic acid, cyclohexylmethylphosphonic acid, cyclohexylethylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, phenylphosphonic acid and dodecylbenzenephosphonic acid.

前記ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリレート類を好適に用いることができる。具体的には、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリベンジル(メタ)アクリレート、ポリシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリt−ブチル(メタ)アクリレート、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、ポリペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート等であり、また、汎用のポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル酢酸エステル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート等ポリマーを挙げることができる。 As the polymer, for example, poly (meth) acrylates can be preferably used. Specifically, polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, polybutyl (meth) acrylate, polybenzyl (meth) acrylate, polycyclohexyl (meth) acrylate, polyt-butyl (meth) acrylate, polyglycidyl (meth). Examples thereof include acrylate, polypentafluoropropyl (meth) acrylate, and other general-purpose polymers such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, epoxy resin, polyester, polyimide, and polycarbonate.

なお、上記有機化合物は、単独で含まれていても、2種以上を含んでいてもよい。 The organic compound may be contained alone or may contain two or more kinds.

有機化合物の含有形態としては、特に制限されず、アルミナと共有結合により連結されていてもよいし、アルミナを被覆していてもよい。 The contained form of the organic compound is not particularly limited, and may be linked to alumina by a covalent bond or may be coated with alumina.

有機化合物の含有率は、アルミナ粒子の質量に対して、20質量%以下であることが好ましく、10〜0.01質量%であることがさらに好ましい。有機化合物の含有率が20質量%以下であると、アルミナ粒子由来の物性発現が容易にできることから好ましい。 The content of the organic compound is preferably 20% by mass or less, more preferably 10 to 0.01% by mass, based on the mass of the alumina particles. When the content of the organic compound is 20% by mass or less, it is preferable because the physical properties derived from the alumina particles can be easily expressed.

[圧壊強度]
アルミナ粒子は、圧縮・せん断等の機械分散により、カードハウス構造が壊れてしまうと本来の流動性を損なう為、圧壊強度はより高いことが好ましい。圧壊強度は、平板状アルミナの交差する位置、数、面積、平板状アルミナの厚みやアスペクト比等により異なる上、種々の用途において求められる圧壊強度は異なり、実用性の面において圧壊強度1MPa〜100MPaであることが好ましく、20MPa〜100MPaであることがより好ましく、50MPa〜100MPaであることが更に好ましい。
アルミナ粒子の圧壊強度は、例えば株式会社ナノシーズ製 微小粒子圧壊力測定装置NS−A100型、あるいは、株式会社島津製作所製MCT−510等を用いて測定する事が可能である。圧壊時のピーク値とベースライン(何も力がかかっていない状況)との差を圧壊力F[N]とし、圧壊強度S[Pa]は次式より算出した10個の値の平均値とする。
[Crush strength]
Alumina particles preferably have a higher crushing strength because the original fluidity of the alumina particles is impaired if the card house structure is broken due to mechanical dispersion such as compression and shearing. The crushing strength differs depending on the position, number, area, thickness and aspect ratio of the flat alumina intersecting, and the crushing strength required for various applications differs, and the crushing strength is 1 MPa to 100 MPa in terms of practicality. It is preferably 20 MPa to 100 MPa, more preferably 50 MPa to 100 MPa.
The crushing strength of the alumina particles can be measured using, for example, the NS-A100 type microparticle crushing force measuring device manufactured by Nanoseeds Co., Ltd., or the MCT-510 manufactured by Shimadzu Corporation. The difference between the peak value at the time of crushing and the baseline (when no force is applied) is defined as the crushing force F [N], and the crushing strength S [Pa] is the average value of 10 values calculated from the following equation. To do.

S=2.8F/(π・D
ただし、上記式中、Fは圧壊力[N]、Dは粒子径[m]である。
S = 2.8F / (π ・ D 2 )
However, in the above formula, F is a crushing force [N] and D is a particle size [m].

尚、アルミナ粒子は、上述のように、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、固着したカードハウス構造を有する。アルミナ粒子としては、珪素原子及び/又は無機珪素化合物を適度に含むものは、これらを含まないものに比べて、上記した圧壊強度は高いことを本発明者等は知見している。珪素原子及び/又は無機珪素化合物の含有量によっても、上記圧壊強度は異なり、それが適度に多くなる程、粒子の流動性及び圧壊強度は高く出来る。また、例えば、その製造方法として、特定の製造条件を採用することで上記圧壊強度を高めることも可能である。製造条件においても上記圧壊強度を任意に調整することが可能であり、一例を挙げると、焼成温度をより高くすることで、アルミナ粒子の圧壊強度をより高くすることが出来る。 As described above, the alumina particles are formed of three or more flat alumina particles and have a fixed card house structure. The present inventors have found that, as the alumina particles, those appropriately containing a silicon atom and / or an inorganic silicon compound have higher crushing strength as described above, as compared with those not containing these. The crushing strength differs depending on the content of the silicon atom and / or the inorganic silicon compound, and the more appropriately the crushing strength is, the higher the fluidity and crushing strength of the particles can be. Further, for example, it is possible to increase the crushing strength by adopting specific manufacturing conditions as the manufacturing method. The crushing strength can be arbitrarily adjusted even under the manufacturing conditions. For example, by raising the firing temperature, the crushing strength of the alumina particles can be further increased.

[粉体の流動性]
実施形態に係るアルミナ粒子の粉体は、それを構成するアルミナ自体が特有の構造であることや、好ましくは特定の平均粒子径を有していることにより、板状アルミナ粒子や双晶アルミナ粒子に比べ、粉体としての流動性に優れるが、より流動性を高める為に、一単位のカードハウス構造を成すアルミナ粒子は、当該粒子を構成する全ての平板状アルミナを包摂する様に囲んだ際の体積基準の最大の包囲面の形状が、球状または略球状である事が好ましい。また、必要ならば、更に、流動性向上の為に滑剤や微粒子シリカなどを任意に添着させても構わない。
[Powder fluidity]
The alumina particle powder according to the embodiment has a unique structure of the alumina itself constituting the alumina particle, and preferably has a specific average particle size, so that the plate-shaped alumina particles and the dicrystalline alumina particles have a specific average particle size. However, in order to further increase the fluidity, the alumina particles forming a unit of card house structure are surrounded so as to include all the flat alumina constituting the particles. It is preferable that the shape of the maximum surrounding surface based on the volume is spherical or substantially spherical. Further, if necessary, a lubricant, fine particle silica, or the like may be optionally attached to improve the fluidity.

カードハウス構造のアルミナ粒子の粉体としての流動性は、例えば、JIS R9301−2−2による安息角測定等により求めることができる。安息角の値としては、フィーダーやホッパー等による機械搬送において、ホッパーブリッジやフィードネック、供給の不均一化、吐出量低下等の問題が起きにくいことから、50°以下が好ましい。より好ましくは40°以下である。 The fluidity of the alumina particles of the card house structure as a powder can be determined, for example, by measuring the angle of repose according to JIS R9301-2-2. The value of the angle of repose is preferably 50 ° or less because problems such as a hopper bridge, a feed neck, uneven supply, and a decrease in the discharge amount are unlikely to occur in mechanical transportation by a feeder, a hopper, or the like. More preferably, it is 40 ° or less.

アルミナ粒子は、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有し、平均粒子径が1〜1000μmであってもよい。より好適には、前記アルミナ粒子の内部構造に、固着したカードハウス構造として、前記3枚以上の平板状アルミナが、2箇所以上の複数箇所で交差し集合したものであり、交差した互いの平板の面方向は無秩序に配置された状態にあるアルミナ粒子であることが好ましい。 The alumina particles may be formed of three or more flat plates of alumina, have a card house structure in which the flat plates of alumina are fixed to each other, and have an average particle diameter of 1 to 1000 μm. More preferably, as a card house structure fixed to the internal structure of the alumina particles, the three or more plate-shaped aluminas are crossed and assembled at two or more locations, and the intersecting flat plates of each other. The plane direction is preferably alumina particles in a disorderly arranged state.

従来公知の双晶アルミナ粒子は、その形状からして、角が目立つ構造であり、実施形態に係るアルミナ粒子よりも転がり難い形状であることから、フィラー(充填剤)として、そもそも充分な流動性が得られない。また、仮に実施形態に係るアルミナ粒子と同一のカードハウス構造を有したアルミナ粒子であったとして、平均粒子径が適度に大きいほうが流動性に優れる。実施形態に係るアルミナ粒子は、カードハウス構造と、その好ましい平均粒子径の相乗効果により、特に優れた流動性を発揮する。 Conventionally known twin alumina particles have a structure in which corners are conspicuous in terms of their shape, and have a shape that is harder to roll than the alumina particles according to the embodiment. Therefore, they have sufficient fluidity as a filler (filler) in the first place. Cannot be obtained. Further, even if the alumina particles have the same cardhouse structure as the alumina particles according to the embodiment, the fluidity is excellent when the average particle size is appropriately large. The alumina particles according to the embodiment exhibit particularly excellent fluidity due to the synergistic effect of the card house structure and its preferable average particle size.

[等電点のpH]
アルミナ粒子の等電点のpHは、例えば2〜8の範囲であり、2.5〜7の範囲であることが好ましく、3〜6の範囲であることがより好ましい。等電点のpHが上記範囲内にあるアルミナ粒子は、静電反発力が高く、それ自体で上記した様な被分散媒体へ配合した際の分散安定性を高めることができ、更なる性能向上を意図したカップリング処理剤等の表面処理による改質がより容易となる。
[Isoelectric point pH]
The pH of the isoelectric point of the alumina particles is, for example, in the range of 2 to 8, preferably in the range of 2.5 to 7, and more preferably in the range of 3 to 6. Alumina particles having an isoelectric point pH within the above range have a high electrostatic repulsive force, and by themselves can enhance dispersion stability when blended into the above-mentioned object to be dispersed, further improving performance. It becomes easier to modify by surface treatment such as a coupling treatment agent intended for.

等電点のpHの値は、ゼータ電位測定をゼータ電位測定装置(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZSP)にて、試料20mgと10mM KCl水溶液10mLを泡取り錬太郎(シンキー社製、ARE−310)にて攪拌・脱泡モードで3分間攪拌し、5分静置した上澄みを測定用試料とし、自動滴定装置により、試料に0.1N HClを加え、pH=2までの範囲でゼータ電位測定を行い(印加電圧100V、Monomodlモード)、電位ゼロとなる等電点のpHを評価することで得られる。 For the pH value of the isoelectric point, measure the zeta potential with a zeta potential measuring device (Zetasizer Nano ZSP, manufactured by Malvern), and use 20 mg of a sample and 10 mL of a 10 mM KCl aqueous solution with Rentaro Awatori (Sinky, ARE-310). ) Stir in the stirring / defoaming mode for 3 minutes and let stand for 5 minutes as the sample for measurement, add 0.1N HCl to the sample with an automatic titrator, and measure the zeta potential in the range up to pH = 2. (Applied voltage 100V, Monomodl mode) and evaluate the pH of the isoelectric point where the potential becomes zero.

[比表面積]
アルミナ粒子の粉体の比表面積は、通常50〜0.001m/gの範囲であるが、好ましくは10m/g〜0.01m/gの範囲、より好ましくは5.0m/g〜1m/gの範囲である。上記の範囲にあると、カードハウス構造をなす平板状アルミナの数が適切であり、耐摩耗性に優れ、スラリー化した際の粘度の著しい増大もなく加工性に優れる。
[Specific surface area]
The specific surface area of the powder of alumina particles is in the range of usually 50~0.001m 2 / g, preferably from 10m 2 /g~0.01m 2 / g, more preferably 5.0 m 2 / g The range is ~ 1 m 2 / g. Within the above range, the number of flat alumina forming the card house structure is appropriate, the wear resistance is excellent, and the workability is excellent without a significant increase in viscosity when slurried.

なお、この比表面積は、JIS Z 8830:BET1点法(吸着ガス:窒素)等で測定することができる。 This specific surface area can be measured by JIS Z 8830: BET 1-point method (adsorbed gas: nitrogen) or the like.

[空隙率]
アルミナ粒子は、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有することにより、アルミナ粒子内に空隙をもち、空隙の割合が大きいと形状が均一となりやすく流動性も向上する傾向にあることから、当該空隙率は10体積%以上である事が好ましい。より好ましくは30体積%以上である。また、空隙の割合が大きいと、粉体として圧壊強度が低くなる為、空隙率は90体積%以下が好ましい。より好ましくは70体積%以下である。空隙率がこの範囲であると、かさ比重が適当であり、流動性を損なわず、かつハンドリング性も良好である。この空隙率は、JIS Z 8831などの、ガス吸着法や水銀圧入法等の測定により求めることができる。
[Porosity]
The alumina particles are formed of three or more flat plates of alumina, and have a card house structure in which the flat plates of alumina are fixed to each other. Therefore, the alumina particles have voids, and when the proportion of voids is large, the shape tends to be uniform. Since the fluidity tends to be improved, the porosity is preferably 10% by volume or more. More preferably, it is 30% by volume or more. Further, if the proportion of voids is large, the crushing strength of the powder is low, so the porosity is preferably 90% by volume or less. More preferably, it is 70% by volume or less. When the porosity is in this range, the bulk specific gravity is appropriate, the fluidity is not impaired, and the handleability is also good. This porosity can be determined by measurement such as a gas adsorption method or a mercury intrusion method such as JIS Z 8831.

簡便には、上記空隙率は、アルミナ粒子を、エポキシ化合物や(メタ)アクリルモノマー等の液状硬化性化合物と混合した後に硬化し、その後断面を切削・研磨後、SEM観察することにより空隙率を推測することができる。 Briefly, the porosity is determined by mixing the alumina particles with a liquid curable compound such as an epoxy compound or a (meth) acrylic monomer and then curing the alumina particles, then cutting and polishing the cross section, and then observing the voids by SEM. Can be guessed.

<アルミナ粒子の製造方法>
次に、実施形態に係るアルミナ粒子の製造方法の詳細を例示する。本実施形態に係るアルミナ粒子の製造方法は、以下に示すアルミナ粒子の製造方法に限定されない。
<Manufacturing method of alumina particles>
Next, the details of the method for producing alumina particles according to the embodiment will be illustrated. The method for producing alumina particles according to this embodiment is not limited to the method for producing alumina particles shown below.

アルミナ粒子における、その平均粒子径、流動性、比表面積、機械強度、空隙率、平板状アルミナの厚みやアスペクト比等は、後に詳述する製造方法において、調整することができる。製造方法として、例えば、フラックス法を採用する場合には、フラックス剤であるモリブデン化合物(好ましくはさらにカリウム化合物)と、アルミニウム化合物種、アルミニウム化合物の平均粒子径、アルミニウム化合物の純度、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤の使用割合、その他形状制御剤の種類、その他形状制御剤との使用割合、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤とアルミニウム化合物との存在状態、その他形状制御剤とアルミニウム化合物との存在状態などにより調整することができる。 The average particle size, fluidity, specific surface area, mechanical strength, porosity, thickness and aspect ratio of the flat alumina particles of the alumina particles can be adjusted by the production method described in detail later. When the flux method is adopted as the production method, for example, a molybdenum compound (preferably a potassium compound) as a flux agent, an aluminum compound species, an average particle size of the aluminum compound, the purity of the aluminum compound, silicon, and a silicon compound. And at least one shape control agent selected from germanium compounds, other types of shape control agents, usage ratios with other shape control agents, at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds and aluminum. It can be adjusted according to the presence state of the compound, the presence state of the shape control agent and the aluminum compound, and the like.

アルミナ粒子は、カードハウス構造を有することができさえすれば、どの様な製造方法に基づいて得たものであっても良い。しかしながら、既存構造のアルミナを用いて、後処理にて、カードハウス構造という特異構造を有するアルミナを得ることは、製造工程が多段となり生産性が劣るので好ましくない。例えば、既存のアルミナの原料から、構造として選択的にカードハウス構造を形成することができ、かつ、モリブデンを容易にそこに含有させることができ、更にはカリウム、珪素、ゲルマニウム等を容易にそこに含有させることができる、一挙にそれらが満たされるアルミナ粒子の製造方法を採用することが、生産性の観点からも好ましい。 The alumina particles may be obtained based on any production method as long as they can have a card house structure. However, it is not preferable to obtain alumina having a peculiar structure called a card house structure by post-treatment using alumina having an existing structure because the manufacturing process becomes multi-step and the productivity is inferior. For example, a cardhouse structure can be selectively formed as a structure from an existing raw material of alumina, molybdenum can be easily contained therein, and potassium, silicon, germanium, etc. can be easily contained therein. From the viewpoint of productivity, it is preferable to adopt a method for producing alumina particles that can be contained in the particles at once.

即ちアルミナ粒子を得るに当たっては、より流動性や分散性に優れ、生産性に優れる点で、モリブデン化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と、必要に応じてその他形状制御剤との存在下で、アルミニウム化合物を焼成する事により得ることが好ましい。
また、製造されるアルミナ粒子のほぼ全てを、カードハウス構造を有するものとでき、より生産性に優れる点で、モリブデン化合物及びカリウム化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と、必要に応じてその他形状制御剤との存在下で、アルミニウム化合物を焼成する事により得ることが好ましい。
That is, in obtaining alumina particles, a molybdenum compound, at least one shape control agent selected from a silicon, a silicon compound and a germanium compound, and, if necessary, an excellent in fluidity, dispersibility, and productivity. It is preferably obtained by firing the aluminum compound in the presence of other shape control agents.
In addition, almost all of the produced alumina particles can have a cardhouse structure, and in that they are more productive, at least one shape selected from molybdenum compounds and potassium compounds and silicon, silicon compounds and germanium compounds. It is preferably obtained by firing the aluminum compound in the presence of a control agent and, if necessary, another shape control agent.

より詳細には、アルミナ粒子の好ましい製造方法は、モリブデン化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤との存在下でアルミニウム化合物を焼成する工程(焼成工程)を含む。焼成工程は焼成対象の混合物を得る工程(混合工程)で得られた混合物を焼成する工程であってもよい。前記混合物は、さらにカリウム化合物を含むことが好ましい。前記混合物は、さらに後述の金属化合物を含むことが好ましい。金属化合物としては、イットリウム化合物が好ましい。 More specifically, a preferred method for producing alumina particles includes a step of firing an aluminum compound (calcination step) in the presence of a molybdenum compound and at least one shape control agent selected from silicon, a silicon compound and a germanium compound. .. The firing step may be a step of firing the mixture obtained in the step of obtaining the mixture to be fired (mixing step). The mixture preferably further contains a potassium compound. The mixture preferably further contains a metal compound described below. As the metal compound, a yttrium compound is preferable.

モリブデン化合物や珪素化合物として有機化合物を用いた場合には、焼成によりその有機成分は焼失する。すなわち、アルミナ粒子は、モリブデン化合物がアルミニウム化合物と高温で反応し、モリブデン酸アルミニウムを形成した後、このモリブデン酸アルミニウムが、さらに、より高温でアルミナと酸化モリブデンに分解する際に、モリブデンをアルミナ粒子内に取り込む事で、より容易に得られる。酸化モリブデンは昇華するが、これを回収して、再利用することもできる。以下、この製造方法をフラックス法という。このフラックス法については、後に詳記する。 When an organic compound is used as a molybdenum compound or a silicon compound, the organic component is burned out by firing. That is, in the alumina particles, the molybdenum compound reacts with the aluminum compound at a high temperature to form aluminum molybdate, and then when the aluminum molybdate further decomposes into alumina and molybdenum oxide at a higher temperature, the molybdenum is decomposed into alumina particles. It can be obtained more easily by incorporating it inside. Molybdenum oxide sublimates, but it can also be recovered and reused. Hereinafter, this manufacturing method is referred to as a flux method. This flux method will be described in detail later.

形状制御剤は板状結晶成長に重要な役割を果たす。一般的に行なわれるモリブデン化合物を用いたフラックス法では、酸化モリブデンがアルミニウム化合物と反応することでモリブデン酸アルミニウムを形成させ、次いで、このモリブデン酸アルミニウムが分解する過程における化学ポテンシャルの変化が結晶化の駆動力となっているため、自形面(113)の発達した六角両錘型の多面体粒子が形成する。実施形態の製造方法では、形状制御剤が、α−アルミナ成長過程において粒子表面近傍に局在化することで、自形面(113)の生長が著しく阻害される結果、相対的に面方向の結晶方位の生長が速くなり、(001)面又は(006)面が成長し、板状形態を形成することができると考えられる。モリブデン化合物をフラックス剤として用いることで、α結晶化率が高い、中でもα結晶化率が90%以上の、モリブデンを含む平板状アルミナからなる、アルミナ粒子をより容易に形成できる。 The shape control agent plays an important role in plate crystal growth. In the commonly used flux method using a molybdenum compound, molybdenum oxide reacts with an aluminum compound to form aluminum molybdate, and then the change in chemical potential in the process of decomposition of this aluminum molybdate is crystallized. Since it is a driving force, hexagonal bipyramidal polyhedron particles with a developed automorphic surface (113) are formed. In the production method of the embodiment, the shape control agent is localized near the particle surface in the α-alumina growth process, so that the growth of the automorphic surface (113) is significantly inhibited, and as a result, the shape control agent is relatively in the plane direction. It is considered that the growth of the crystal orientation becomes faster, the (001) plane or the (006) plane grows, and a plate-like morphology can be formed. By using the molybdenum compound as a flux agent, alumina particles having a high α crystallization rate, particularly an α crystallization rate of 90% or more, made of flat alumina containing molybdenum can be more easily formed.

なお、上記メカニズムはあくまで推測のものであり、上記メカニズムと異なるメカニズムによって本発明の効果が得られる場合であっても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the above mechanism is only speculative, and even if the effect of the present invention is obtained by a mechanism different from the above mechanism, it is included in the technical scope of the present invention.

前記アルミナ粒子は、モリブデン化合物を活用することにより、アルミナは高いα結晶率を有し、自形を持つことから、マトリックスに対する優れた分散性と機械強度、高熱伝導性を実現することができる。 By utilizing a molybdenum compound in the alumina particles, alumina has a high α crystal ratio and has an automorphic shape, so that excellent dispersibility with respect to the matrix, mechanical strength, and high thermal conductivity can be realized.

また、上記製造方法で得たアルミナ粒子は、粒子にモリブデンを含むことから、通常のアルミナに比べてゼータ電位の等電点が酸性側にシフトしているため、分散性に優れる。また、アルミナ粒子に含まれたモリブデンの特性を利用して、酸化反応触媒、光学材料の用途に適用することが可能となりうる。 Further, since the alumina particles obtained by the above production method contain molybdenum in the particles, the isoelectric point of the zeta potential is shifted to the acidic side as compared with ordinary alumina, so that the alumina particles are excellent in dispersibility. Further, by utilizing the characteristics of molybdenum contained in alumina particles, it may be possible to apply it to applications such as oxidation reaction catalysts and optical materials.

[フラックス法によるアルミナ粒子の製造方法]
アルミナ粒子の製造方法は、特に制限されないが、相対的に低温で高α結晶化率を有するアルミナを好適に制御することができる観点から、好ましくはモリブデン化合物を利用したフラックス法での製造方法が適用されうる。
[Manufacturing method of alumina particles by flux method]
The method for producing alumina particles is not particularly limited, but from the viewpoint that alumina having a high α crystallization rate at a relatively low temperature can be preferably controlled, a method for producing alumina particles is preferably a flux method using a molybdenum compound. Can be applied.

より詳細には、アルミナ粒子の好ましい製造方法は、モリブデン化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と、必要に応じその他形状制御剤との存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程を含む。 More specifically, a preferred method for producing alumina particles is in the presence of a molybdenum compound, at least one shape control agent selected from the group consisting of silicon, silicon compounds and germanium compounds, and optionally other shape control agents. , Including the step of firing an aluminum compound.

本発明者らは、フラックス法において、モリブデン化合物をフラックス剤として用い、形状制御剤を併用して、これらをアルミニウム化合物と混合して焼成する製造方法を採用する際には、原料アルミニウム化合物の大きさ、モリブデン化合物の使用量、(カリウム化合物をフラックス剤として用いる場合にはさらにカリウム化合物の使用量)、形状制御剤の使用量が、アルミナ粒子を選択的に生成できる重要因子であることを、新たに見出した。 In the flux method, when the present inventors adopt a production method in which a molybdenum compound is used as a flux agent, a shape control agent is used in combination, and these are mixed with an aluminum compound and fired, the size of the raw material aluminum compound is large. The amount of the molybdenum compound used, the amount of the potassium compound used when the potassium compound is used as the flux agent, and the amount of the shape control agent used are important factors capable of selectively producing alumina particles. I found a new one.

フラックス法においては、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いることも好ましい。
なお、フラックス剤としての、モリブデンとカリウムとを含有する化合物は、例えば、より安価かつ入手が容易な、モリブデン化合物及びカリウム化合物を原料として焼成の過程で生じさせることができる。ここでは、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、モリブデンとカリウムとを含有する化合物をフラックス剤として用いる場合、の両者を合わせて、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合を例に説明する。
In the flux method, it is also preferable to use a molybdenum compound and a potassium compound as a flux agent.
The compound containing molybdenum and potassium as a flux agent can be produced, for example, from a molybdenum compound and a potassium compound, which are cheaper and more easily available, in the firing process. Here, the case where the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent, the case where the compound containing molybdenum and potassium is used as the flux agent, and the case where both are used together and the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent are taken as an example. explain.

モリブデン化合物を必須のフラックス剤として用い、形状制御剤を併用して、これらをアルミニウム化合物と混合して焼成するアルミナ粒子の製造方法において、三酸化モリブデンの様なモリブデン化合物のみを用いる場合に比べて、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、または、モリブデンとカリウムとを含有する化合物をフラックス剤として用いる場合は、焼成工程が、気化し難いモリブデンとカリウムとを含有する化合物の存在下で行われることで、フラックス剤が系外に放出されずに焼成作業環境の悪化が軽減されること、更には、冷却工程で生じたアルミナ粒子とフラックス剤粒子との混合物に含まれる、モリブデンとカリウムとを含有する化合物は水溶性が高いことが多いため、アルミナからモリブデンをより多くより容易に除去することが可能となる。
モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いること、または、モリブデンとカリウムとを含有する化合物をフラックス剤として用いること、及び上記冷却工程を含むことにより、強い解砕を必要とせずにカードハウス構造を有するアルミナ粒子を得ることができ、更にはカードハウス構造を有するアルミナ粒子の収率を非常に高くできる。このことは、かかる構成により、カードハウス構造を有するアルミナ粒子間をフラックス剤が占め、フラックス剤がいわばスペーサーのように働き、粒子同士の融着が防止されることと、フラックス剤を後処理工程において容易に除去可能であることによるものと考えられる。
粒子同士の融着を防止する観点からは、フラックス剤の使用量(酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、モリブデン化合物及びカリウム化合物の配合量)は、Mo換算で2質量%以上であることが好ましい。
Compared to the case where only a molybdenum compound such as molybdenum trioxide is used in the method for producing alumina particles in which a molybdenum compound is used as an essential flux agent, a shape control agent is used in combination, and these are mixed with an aluminum compound and fired. When a molybdenum compound and a potassium compound are used as a flux agent, or when a compound containing molybdenum and potassium is used as a flux agent, the firing step is performed in the presence of a compound containing molybdenum and potassium which is difficult to vaporize. By doing so, the deterioration of the firing work environment is reduced without releasing the flux agent to the outside of the system, and further, molybdenum and potassium contained in the mixture of the alumina particles and the flux agent particles generated in the cooling step are contained. Since the compounds containing and are often highly water-soluble, it is possible to remove more molybdenum from alumina more easily.
By using a molybdenum compound and a potassium compound as a flux agent, or by using a compound containing molybdenum and potassium as a flux agent, and by including the above-mentioned cooling step, a card house structure can be formed without requiring strong crushing. Alumina particles having a card house structure can be obtained, and the yield of alumina particles having a cardhouse structure can be made very high. This means that the flux agent occupies between the alumina particles having a card house structure, the flux agent acts like a spacer, and the fusion of the particles is prevented, and the flux agent is used in the post-treatment step. It is considered that this is because it can be easily removed.
From the viewpoint of preventing the fusion of particles, the amount of the flux agent used (the amount of the molybdenum compound and the potassium compound compounded when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass) is Mo 2 K 2 O 7. It is preferably 2% by mass or more in terms of conversion.

[混合工程]
混合工程は、アルミニウム化合物、モリブデン化合物、形状制御剤等の原料を混合して混合物とする工程である。前記混合物は、さらにカリウム化合物を含んでもよい。以下、混合物の内容について説明する。
[Mixing process]
The mixing step is a step of mixing raw materials such as an aluminum compound, a molybdenum compound, and a shape control agent to form a mixture. The mixture may further contain a potassium compound. The contents of the mixture will be described below.

(アルミニウム化合物)
原料アルミニウム化合物は、上記アルミナ粒子の原料であり、熱処理によりアルミナになるものであれば特に限定されず、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性酢酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、擬ベーマイト、遷移アルミナ(γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナなど)、α−アルミナ、二種以上の結晶相を有する混合アルミナなどが使用でき、水酸化アルミニウム及び/又は遷移アルミナが好ましい。
(Aluminum compound)
The raw material aluminum compound is not particularly limited as long as it is a raw material of the above alumina particles and becomes alumina by heat treatment. For example, aluminum chloride, aluminum sulfate, basic aluminum acetate, aluminum hydroxide, boehmite, pseudo-boehmite, transition. Alumina (γ-alumina, δ-alumina, θ-alumina, etc.), α-alumina, mixed alumina having two or more kinds of crystal phases can be used, and aluminum hydroxide and / or transition alumina is preferable.

また、アルミニウム化合物は、アルミニウム化合物のみからなるものであっても、アルミニウム化合物と有機化合物との複合体であってもよい。例えば、有機シラン化合物を用いて、アルミニウム化合物を修飾して得られる有機/無機複合体、ポリマーを吸着したアルミニウム化合物複合体などであっても好適に用いることができる。有機化合物は、焼成により有機成分は焼失するので、これらの複合体を用いる場合、有機化合物の含有率としては、特に制限はないが、カードハウス構造を有するアルミナ粒子を効率的に製造できる観点より、当該含有率は60質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。 Further, the aluminum compound may be composed of only the aluminum compound or may be a complex of the aluminum compound and the organic compound. For example, an organic / inorganic composite obtained by modifying an aluminum compound using an organic silane compound, an aluminum compound composite on which a polymer is adsorbed, or the like can be preferably used. Since the organic components of the organic compound are burned down by firing, the content of the organic compound is not particularly limited when these composites are used, but from the viewpoint of efficiently producing alumina particles having a cardhouse structure. The content is preferably 60% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.

アルミニウム化合物の比表面積は特に限定されるものではない。フラックス剤のモリブデン化合物が効果的に作用するため、比表面積が大きい方が好ましいが、焼成条件やモリブデン化合物の使用量を調整する事で、いずれの比表面積のものでも原料として使用することができる。 The specific surface area of the aluminum compound is not particularly limited. Since the molybdenum compound of the flux agent acts effectively, it is preferable that the specific surface area is large, but by adjusting the firing conditions and the amount of the molybdenum compound used, any specific surface area can be used as a raw material. ..

アルミナ粒子の形状は、下で詳記するフラックス法によれば、原料のアルミニウム化合物の形状を反映する。球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどのいずれであっても用いることができるが、粉体の流動性を向上させるという点において、球状のアルミニウム化合物を用いることが、得られるアルミナ粒子が球状により近くなる為好ましい。 The shape of the alumina particles reflects the shape of the raw material aluminum compound according to the flux method described in detail below. Spherical, amorphous, aspected structures (wires, fibers, ribbons, tubes, etc.), sheets, etc. can be used, but spherical aluminum in terms of improving the fluidity of the powder. It is preferable to use a compound because the obtained alumina particles become closer to a spherical shape.

また、アルミニウム化合物からのアルミナ粒子の製造方法では、アルミナ粒子の平均粒子径も、基本的には原料のアルミニウム化合物の粒子径を反映する。 Further, in the method for producing alumina particles from an aluminum compound, the average particle size of the alumina particles also basically reflects the particle size of the raw material aluminum compound.

下記するフラックス法によれば、焼成工程において、主に、原料アルミニウム化合物粒子内に平板状アルミナの結晶形成、および近接する3枚以上の平板状アルミナの交差が進行し、固着することで、カードハウス構造となると推測される。これより、得られるカードハウス構造を有するアルミナ粒子の平均粒子径は、主に原料アルミニウム粒子の平均粒子径を反映すると推測される。 According to the flux method described below, in the firing step, mainly, crystal formation of flat alumina in the raw material aluminum compound particles and crossing of three or more adjacent flat alumina proceed and stick to the card. It is presumed to have a house structure. From this, it is presumed that the average particle size of the obtained alumina particles having a cardhouse structure mainly reflects the average particle size of the raw material aluminum particles.

従って、原料として、平均粒子径がより小さいアルミニウム化合物を用いた場合、平均粒子径がより小さいアルミナ粒子が得られ易くなり、平均粒子径がより大きいアルミニウム化合物を用いた場合、平均粒子径がより大きいアルミナ粒子が得られ易くなる。 Therefore, when an aluminum compound having a smaller average particle size is used as a raw material, alumina particles having a smaller average particle size can be easily obtained, and when an aluminum compound having a larger average particle size is used, the average particle size becomes higher. Large alumina particles can be easily obtained.

アルミナ粒子は、平均粒子径が3μm以上1000μm以下であることが好ましいことから、前記範囲内で、生成させたい特定の平均粒子径のアルミナ粒子に相当する、それと同一ないし略同一の平均粒子径のアルミニウム化合物を用いるようにするのがよい。 Since the alumina particles preferably have an average particle size of 3 μm or more and 1000 μm or less, they have the same or substantially the same average particle size as the alumina particles having a specific average particle size to be produced within the above range. It is better to use an aluminum compound.

カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、例えば、モリブデン化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と、必要に応じその他形状制御剤との存在下でアルミニウム化合物を焼成する工程を含むアルミナ粒子の製造方法にて、平板状アルミナを形成させ、その3枚以上の平板状アルミナを、形成と同時に複数箇所で互いの結晶面と接触させ、交差させ、固着させることにより得る事ができる。その固着により、カードハウス構造が、圧力等の外部応力によって容易には壊れない(解れない)、それが固定された状態が得られる。例えば、平板状アルミナが形成する際のフラックス条件等は、得られるカードハウス構造を有するアルミナ粒子の圧壊強度等に影響する。 Alumina particles having a cardhouse structure are fired in the presence of, for example, a molybdenum compound, at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds, and if necessary, other shape control agents. Obtained by forming flat plate-like alumina in a method for producing alumina particles including a step, and contacting, crossing, and fixing the three or more flat-plate-like alumina with each other's crystal planes at a plurality of points at the same time as the formation. Can do things. Due to the fixing, the card house structure is not easily broken (unraveled) by external stress such as pressure, and a fixed state is obtained. For example, the flux conditions and the like when the flat plate-shaped alumina is formed affect the crushing strength and the like of the obtained alumina particles having a cardhouse structure.

モリブデン化合物の量がより少ないほど、アルミニウム化合物粒子内に3枚以上の平板状アルミナの固着が早くなり、また頻度も高くなるため、圧壊強度の高い強固なカードハウス構造を得ることができる。 As the amount of the molybdenum compound is smaller, three or more flat alumina sheets are adhered to the aluminum compound particles faster and more frequently, so that a strong card house structure having high crushing strength can be obtained.

フラックス法に着眼した本発明者等の知見によれば、具体的には例えば、1)原料のアルミニウム化合物として、平均粒子径が2μm以上、中でも4μm以上の、得たいアルミナ粒子の粒子径に対応したアルミニウム化合物を用いて、かつ2)フラックス剤としてのモリブデン化合物の量を、アルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、モリブデン化合物のモリブデン金属として0.005〜0.236モルとし、かつ3)形状制御剤としての珪素化合物の量を、アルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、珪素化合物の珪素金属として0.003〜0.09モルとした場合、より流動性の高く、より圧壊強度の高いカードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られるため好ましい。 According to the findings of the present inventors who focused on the flux method, specifically, for example, 1) as a raw material aluminum compound, it corresponds to the particle size of the desired alumina particle having an average particle size of 2 μm or more, especially 4 μm or more. 2) The amount of the molybdenum compound as a flux agent was 0.005 to 0.236 mol as the molybdenum metal of the molybdenum compound with respect to 1 mol of the aluminum metal of the aluminum compound, and 3) When the amount of the silicon compound as the shape control agent is 0.003 to 0.09 mol as the silicon metal of the silicon compound with respect to 1 mol of the aluminum metal of the aluminum compound, the fluidity is higher and the crushing strength is higher. It is preferable because alumina particles having a high card house structure can be obtained.

フラックス法においては、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用い、形状制御剤として珪素又は珪素化合物を併用して、これらをアルミニウム化合物と混合して焼成するアルミナ粒子の製造方法において、1)特定の平均粒子径の原料アルミニウム化合物を用いて、2)モリブデン化合物及びカリウム化合物の使用量を特定範囲に制限し、かつ、3)珪素又は珪素化合物の使用量を特定範囲に制限することで、特定の平均粒子径の範囲にある、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造を有することを特徴とするアルミナ粒子を選択的に生成できるので好ましい。 In the flux method, in a method for producing alumina particles in which a molybdenum compound and a potassium compound are used as a flux agent, silicon or a silicon compound is used in combination as a shape control agent, and these are mixed with an aluminum compound and fired, 1) specific. By using the raw material aluminum compound having an average particle size, 2) the amount of molybdenum compound and potassium compound used is limited to a specific range, and 3) the amount of silicon or silicon compound used is limited to a specific range. It is preferable because alumina particles formed of three or more plate-shaped aluminas in the range of the average particle size and characterized by having a cardhouse structure in which the plate-shaped aluminas are fixed to each other can be selectively produced.

また、カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、後述する解砕工程、分級工程により平均粒子径や形状を任意に調整することが可能である。 Further, the average particle size and shape of the alumina particles having a card house structure can be arbitrarily adjusted by a crushing step and a classification step described later.

(モリブデン化合物)
モリブデン化合物は、後述するように、アルミナのα結晶成長においてフラックス剤として機能する。モリブデン化合物としては、特に制限されないが、酸化モリブデン、モリブデン金属が酸素との結合からなる酸根アニオン(MoO n−)を含有する化合物が挙げられる。
(Molybdenum compound)
The molybdenum compound functions as a flux agent in the α crystal growth of alumina, as will be described later. The molybdenum compound is not particularly limited, and examples thereof include molybdenum oxide and compounds containing an acid root anion (MoO x n−) in which a molybdenum metal is bonded to oxygen.

前記酸根アニオン(MoO n−)を含有する化合物としては、特に制限されないが、モリブデン酸、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸リチウム、HPMo1240、HSiMo1240、NHMo12、二硫化モリブデン等が挙げられる。 The compound containing the acid radical anion (MoO x n-), is not particularly limited, molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, lithium molybdate, H 3 PMo 12 O 40, H 3 SiMo 12 O 40, Examples include NH 4 Mo 7 O 12 , molybdenum disulfide and the like.

モリブデン化合物にナトリウムまたはシリコンを含むことも可能であり、その場合、該ナトリウムまたはシリコンを含むモリブデン化合物がフラックス剤と形状制御剤と両方の役割を果たす。 It is also possible that the molybdenum compound contains sodium or silicon, in which case the molybdenum compound containing sodium or silicon serves as both a flux agent and a shape control agent.

上述のモリブデン化合物のうち、コストの観点から、酸化モリブデンを用いることが好ましい。また、上述のモリブデン化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Among the above-mentioned molybdenum compounds, it is preferable to use molybdenum oxide from the viewpoint of cost. Further, the above-mentioned molybdenum compound may be used alone or in combination of two or more.

また、モリブデン酸カリウム(KMo3n+1、n=1〜3)は、カリウムを含むため、後述するカリウム化合物としての機能も有しうる。実施形態の製造方法において、モリブデン酸カリウムをフラックス剤として用いることは、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いることと同義である。 Further, potassium molybdate (K 2 Mo n O 3n + 1, n = 1~3) is for containing potassium may also have a function as described below potassium compound. In the production method of the embodiment, using potassium molybdate as a flux agent is synonymous with using a molybdenum compound and a potassium compound as a flux agent.

モリブデン化合物の使用量は、特に制限されないが、アルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、モリブデン化合物のモリブデン金属として0.005〜0.236モルであることが好ましく、0.007〜0.09モルであることがより好ましく、0.01〜0.04モルであることが更に好ましい。モリブデン化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有する平板状アルミナからなるカードハウス構造のアルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。また、フラックス法を採用した際に、フラックス剤としてモリブデン化合物を用いた場合には、アルミナ粒子に、モリブデンを含むことから、それを証左に、未知のアルミナ粒子がどの様な製造方法で製造されたかを特定できる。 The amount of the molybdenum compound used is not particularly limited, but is preferably 0.005 to 0.236 mol as the molybdenum metal of the molybdenum compound with respect to 1 mol of the aluminum metal of the aluminum compound, and 0.007 to 0.09. It is more preferably mol, and even more preferably 0.01 to 0.04 mol. When the amount of the molybdenum compound used is in the above range, it is preferable because alumina particles having a card house structure made of flat alumina having a high aspect ratio and excellent dispersibility can be easily obtained. In addition, when a molybdenum compound is used as a flux agent when the flux method is adopted, since molybdenum is contained in the alumina particles, the unknown alumina particles are produced by any manufacturing method. You can identify the particles.

モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、モリブデン化合物の使用量は、特に制限されないが、アルミニウム化合物のアルミニウム元素に対するモリブデン化合物のモリブデン元素のモル比(モリブデン元素/アルミニウム元素)は、0.01〜3.0であることが好ましく、0.1〜1.0であることがより好ましく、生産性良く、結晶成長を好適に進行させるために0.30〜0.70であることがさらに好ましい。モリブデン化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有する平板状アルミナからなるカードハウス構造のアルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。 When the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent, the amount of the molybdenum compound used is not particularly limited, but the molar ratio of the molybdenum element to the aluminum element of the aluminum compound (molybdenum element / aluminum element) is 0.01. It is preferably ~ 3.0, more preferably 0.1 to 1.0, more productive, and even more preferably 0.30 to 0.70 in order to favorably proceed with crystal growth. .. When the amount of the molybdenum compound used is in the above range, it is preferable because alumina particles having a card house structure made of flat alumina having a high aspect ratio and excellent dispersibility can be easily obtained.

(カリウム化合物)
モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、カリウム化合物としては、特に制限されないが、塩化カリウム、亜塩素酸カリウム、塩素酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酢酸カリウム、酸化カリウム、臭化カリウム、臭素酸カリウム、水酸化カリウム、珪酸カリウム、燐酸カリウム、燐酸水素カリウム、硫化カリウム、硫化水素カリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸カリウム等が挙げられる。この際、前記カリウム化合物は、モリブデン化合物の場合と同様に、異性体を含む。これらのうち、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、又はモリブデン酸カリウムを用いることが好ましく、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、又はモリブデン酸カリウムを用いることがより好ましい。
(Potassium compound)
When a molybdenum compound and a potassium compound are used as a flux agent, the potassium compound is not particularly limited, but potassium chloride, potassium chlorite, potassium chlorate, potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, potassium sulfite, potassium hydrogen sulfite, potassium nitrate, etc. Potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium acetate, potassium oxide, potassium bromide, potassium bromide, potassium hydroxide, potassium silicate, potassium phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium sulfide, potassium hydrogen sulfide, potassium molybdenate, potassium tungstate, etc. Can be mentioned. At this time, the potassium compound contains an isomer as in the case of the molybdenum compound. Of these, potassium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium oxide, potassium hydroxide, potassium chloride, potassium sulfate, or potassium molybdate is preferably used, and potassium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium chloride, potassium sulfate, or molybdenum acid. It is more preferable to use potassium.

なお、上述のカリウム化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The above-mentioned potassium compound may be used alone or in combination of two or more.

また、上記と同様に、モリブデン酸カリウムは、モリブデンを含むため、上述のモリブデン化合物としての機能も有しうる。実施形態の製造方法において、モリブデン酸カリウムをフラックス剤として用いることは、モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いることと同義である。 Further, similarly to the above, since potassium molybdate contains molybdenum, it may also have a function as the above-mentioned molybdenum compound. In the production method of the embodiment, using potassium molybdate as a flux agent is synonymous with using a molybdenum compound and a potassium compound as a flux agent.

原料仕込み時に用いる又は焼成に当たって昇温過程の反応で生じるカリウム化合物として、水溶性のカリウム化合物、例えばモリブデン酸カリウムは、焼成温度域でも気化することなく、焼成後に洗浄で、容易に回収できるため、モリブデン化合物が焼成炉外へ放出される量も低減され、生産コストとしても大幅に低減することができる。 As a potassium compound used during raw material preparation or generated in the reaction of the temperature rising process during firing, a water-soluble potassium compound, for example, potassium molybdenumate, does not vaporize even in the firing temperature range and can be easily recovered by washing after firing. The amount of the molybdenum compound released to the outside of the firing furnace is also reduced, and the production cost can be significantly reduced.

モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、カリウム化合物のカリウム元素に対するモリブデン化合物のモリブデン元素のモル比(モリブデン元素/カリウム元素)は、5以下であることが好ましく、0.01〜3であることがより好ましく、0.5〜1.5であることが、生産コストをより低減することができるため、さらに好ましい。前記モル比(モリブデン元素/カリウム元素)が上記範囲内にあると、好ましい粒子サイズのアルミナ粒子が得られる。 When a molybdenum compound and a potassium compound are used as a flux agent, the molar ratio of the molybdenum element to the potassium element of the potassium compound (molybdenum element / potassium element) is preferably 5 or less, preferably 0.01 to 3. It is more preferable, and 0.5 to 1.5 is more preferable because the production cost can be further reduced. When the molar ratio (molybdenum element / potassium element) is within the above range, alumina particles having a preferable particle size can be obtained.

(珪素又は珪素化合物)
アルミナ粒子の製造方法においては、珪素又は珪素化合物を形状制御剤として用いると、結果的に得られるアルミナ粒子の流動性等がより良好となる点で好ましい。珪素又は珪素化合物は、モリブデン化合物の存在下でアルミナ化合物を焼成する事による、アルミナの平板状結晶成長に重要な役割を果たす。
(Silicon or silicon compound)
In the method for producing alumina particles, it is preferable to use silicon or a silicon compound as a shape control agent in that the fluidity of the resulting alumina particles becomes better. Silicon or a silicon compound plays an important role in the flat crystal growth of alumina by calcining the alumina compound in the presence of the molybdenum compound.

珪素化合物の珪素はアルミナのα結晶の[113]面に選択的に吸着し、フラックス剤である酸化モリブデンの[113]面への選択的な吸着を抑制することで、(001)面又は(006)面の発達した熱力学的に最も安定的な稠密六方格子の結晶構造を有する平板状形態を形成することができる。これより珪素の量が大きくなる程、(001)面又は(006)面の結晶形成を助長すると推測され、厚みが薄い平板状アルミナが得られる。 Silicon, which is a silicon compound, is selectively adsorbed on the [113] plane of the α crystal of alumina, and by suppressing the selective adsorption of molybdenum oxide, which is a flux agent, on the [113] plane, the (001) plane or (001) plane or ( 006) It is possible to form a flat plate having a thermodynamically stable dense hexagonal lattice crystal structure with a well-developed surface. It is presumed that the larger the amount of silicon is, the more the crystal formation of the (001) plane or the (006) plane is promoted, and a flat plate-like alumina having a thin thickness can be obtained.

また、珪素は、アルミナのα結晶の[113]面に選択的に吸着し得る十分な量が存在することで、酸化モリブデンの[113]面への選択的な吸着を抑制し、(001)面又は(006)面の発達した熱力学的に最も安定的な稠密六方格子の結晶構造を有する平板状形態を形成することができる。これより珪素の量が大きくなる程、互いの平板状アルミナの交差箇所も、他の箇所と同様に熱力学的に最も安定的な稠密六方格子の結晶構造を有し、強固な固着となり得ると推測される。すなわち、珪素量が適度に多くなる程、得られるカードハウス構造を有するアルミナ粒子の圧壊強度は向上する。 In addition, silicon is present in a sufficient amount that can be selectively adsorbed on the [113] plane of the α crystal of alumina, thereby suppressing the selective adsorption of molybdenum oxide on the [113] plane (001). It is possible to form a flat plate-like morphology having the most thermodynamically stable dense hexagonal lattice crystal structure with developed planes or (006) planes. As the amount of silicon increases, the intersections of the flat alumina with each other also have the most thermodynamically stable dense hexagonal lattice crystal structure like the other parts, and can be firmly fixed. Guessed. That is, as the amount of silicon increases appropriately, the crushing strength of the obtained alumina particles having a cardhouse structure improves.

珪素又は珪素化合物の種類は特に制限されず、珪素原子のみならず珪素化合物であれば公知のものが使用されうる。これらの具体例としては、金属シリコン(珪素原子)、有機シラン化合物、シリコーン樹脂、シリカ(SiO)微粒子、シリカゲル、メソポーラスシリカ、SiC、ムライト等の人工合成シリコン化合物;バイオシリカ等の天然シリコン化合物等が挙げられる。これらのうち、アルミニウム化合物との複合、混合がより均一的に形成できる観点から、有機シラン化合物、シリコーン樹脂、シリカ微粒子を用いることが好ましい。なお、上記したものは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The type of silicon or silicon compound is not particularly limited, and not only silicon atoms but also known silicon compounds can be used. Specific examples of these include metallic silicon (silicon atom), organic silane compounds, silicone resins, silica (SiO 2 ) fine particles, silica gel, mesoporous silica, SiC, artificial synthetic silicon compounds such as mulite, and natural silicon compounds such as biosilica. And so on. Of these, it is preferable to use an organic silane compound, a silicone resin, and silica fine particles from the viewpoint that a composite or mixture with an aluminum compound can be formed more uniformly. The above-mentioned substances may be used alone or in combination of two or more.

この珪素化合物が有機珪素化合物の場合は、焼成することで有機成分が焼失し、珪素原子または無機珪素化合物となって、アルミナ粒子に含有されることになる。珪素化合物が無機珪素化合物の場合は、焼成することで、珪素原子または焼成時の高温で分解しない無機珪素化合物はそのままで、平板状アルミナの表面に局在的に含有されることになる。上記の観点から、同一分子量ならばより少量で珪素原子の含有率を高められる、珪素原子及び/又は無機珪素化合物を用いることが好ましい。 When this silicon compound is an organic silicon compound, the organic component is burned down by firing to become a silicon atom or an inorganic silicon compound, which is contained in the alumina particles. When the silicon compound is an inorganic silicon compound, the silicon atom or the inorganic silicon compound that does not decompose at a high temperature at the time of firing is locally contained on the surface of the flat alumina by firing. From the above viewpoint, it is preferable to use a silicon atom and / or an inorganic silicon compound which can increase the content of silicon atom with a smaller amount if the molecular weight is the same.

珪素又は珪素化合物の形状は、特に制限されず、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどを好適に用いることができる。 The shape of silicon or a silicon compound is not particularly limited, and for example, spherical, amorphous, aspect-oriented structures (wires, fibers, ribbons, tubes, etc.), sheets, and the like can be preferably used.

珪素又は珪素化合物の使用量は特に制限されないが、アルミナのα結晶の[113]面に選択的に吸着し得る十分な量を用いるようにすることが好ましく、原料とするアルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、珪素化合物の珪素金属として0.003〜0.09モルであることが好ましく、0.005〜0.04モルであることがより好ましく、0.007〜0.03モルが更に好ましい。
モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、アルミニウム化合物に対する珪素化合物の添加率は、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.03〜7質量%であることがより好ましく、0.03〜3質量%であることがさらに好ましい。
珪素化合物の使用量が上記範囲にあると、平板状アルミナのアスペクト比が高く、優れた分散性を有するアルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。珪素化合物の量が不十分であると、フラックス剤である酸化モリブデンの[113]面への吸着が十分に抑制できないことが多く、平板状アルミナのアスペクト比が小さく、かつ不均一な平板状アルミナとなる傾向がある。更に、珪素化合物の量が不十分であると、生成するアルミナ粒子が、カードハウス構造でない、多面体状のアルミナとなりやすくなるので好ましくない。また珪素化合物の量が多過ぎると、余剰な珪素が単独で酸化物となる他、3Al・2SiOの様なアルミナ以外の異種結晶を含むこととなるので、好ましくない。
The amount of silicon or the silicon compound used is not particularly limited, but it is preferable to use a sufficient amount that can be selectively adsorbed on the [113] plane of the α crystal of alumina, and the aluminum metal 1 of the aluminum compound as a raw material is used. The silicon metal of the silicon compound is preferably 0.003 to 0.09 mol, more preferably 0.005 to 0.04 mol, and further preferably 0.007 to 0.03 mol, based on the molar amount. preferable.
When the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent, the addition ratio of the silicon compound to the aluminum compound is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.03 to 7% by mass, and 0. It is more preferably .03 to 3% by mass.
When the amount of the silicon compound used is in the above range, the aspect ratio of the flat-plate alumina is high, and alumina particles having excellent dispersibility can be easily obtained, which is preferable. If the amount of the silicon compound is insufficient, the adsorption of molybdenum oxide, which is a flux agent, on the [113] surface is often not sufficiently suppressed, and the aspect ratio of the flat alumina is small and the flat alumina is non-uniform. Tends to be. Further, if the amount of the silicon compound is insufficient, the produced alumina particles tend to be polyhedral alumina having a non-cardhouse structure, which is not preferable. Also the amount of silicon compound is too large, in addition to excess silicon is solely oxide, so will contain a heterogeneous crystals other than such alumina 3Al 2 O 3 · 2SiO 2, not desirable.

また、珪素又は珪素化合物は、上記した通り、アルミニウム化合物に任意に添加しても良いが、アルミニウム化合物中に不純物として含まれていても良い。 Further, the silicon or the silicon compound may be arbitrarily added to the aluminum compound as described above, but may be contained as an impurity in the aluminum compound.

上記製造方法において、珪素又は珪素化合物の添加方法に特に制限はなく、粉体として直接添加混合するドライブレンド方式や、混合機を用いた混合、または予め溶媒やモノマー等に分散させ添加する方式を用いても良い。 In the above production method, the method of adding silicon or a silicon compound is not particularly limited, and a dry blend method of directly adding and mixing as a powder, a method of mixing using a mixer, or a method of pre-dispersing and adding to a solvent or a monomer or the like can be used. You may use it.

モリブデン化合物および珪素化合物の存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程を経る事で、珪素原子及び/又は無機珪素化合物が平板状アルミナの表面及びその近傍に偏在した、カードハウス構造を有するアルミナ粒子を容易に得ることができる。本発明者らの知見では、仕込み時における珪素化合物の使用は、カードハウス構造を容易に得るための重要な要素、一方、焼成により生成したアルミナ粒子の表面及びその近傍に偏在した珪素原子及び/又は無機珪素化合物の存在は、元来、活性点に乏しいアルミナの表面状態に大きな変化をもたらし、それ自体で優れたアルミナの特性を最大限に引き出すだけでなく、更にその活性点を起点とした、反応による表面処理剤との一体化でのより優れた表面状態付与が可能となるといった重要な要素、となる。 By undergoing the step of firing the aluminum compound in the presence of the molybdenum compound and the silicon compound, alumina particles having a cardhouse structure in which silicon atoms and / or the inorganic silicon compound are unevenly distributed on or near the surface of the flat alumina can be obtained. It can be easily obtained. According to the findings of the present inventors, the use of the silicon compound at the time of preparation is an important factor for easily obtaining the cardhouse structure, while the silicon atoms unevenly distributed on and near the surface of the alumina particles produced by firing and / Alternatively, the presence of the inorganic silicon compound causes a large change in the surface state of alumina, which originally lacks an active point, and not only maximizes the excellent characteristics of alumina by itself, but also uses the active point as a starting point. It is an important factor that makes it possible to impart a better surface condition by integrating with a surface treatment agent by reaction.

(ゲルマニウム化合物)
珪素又は珪素化合物と併用して、又は珪素又は珪素化合物に代えて、形状制御剤としてゲルマニウム化合物を用いてもよい。ゲルマニウム化合物は、モリブデン化合物の存在下でアルミナ化合物を焼成する事による、アルミナの平板状結晶成長に重要な役割を果たす。
(Germanium compound)
A germanium compound may be used as a shape control agent in combination with silicon or a silicon compound, or in place of silicon or a silicon compound. The germanium compound plays an important role in the flat crystal growth of alumina by calcining the alumina compound in the presence of the molybdenum compound.

形状制御剤として用いる原料ゲルマニウム化合物としては、特に制限されず、公知のものが使用されうる。原料ゲルマニウム化合物の具体例としては、ゲルマニウム金属、二酸化ゲルマニウム、一酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、Ge−C結合を有する有機ゲルマニウム化合物等が挙げられる。なお、原料ゲルマニウム化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明における効果を損なわない限りにおいて、他の形状制御剤と併用して使用してもよい。 The raw material germanium compound used as the shape control agent is not particularly limited, and known ones can be used. Specific examples of the raw material germanium compound include germanium metal, germanium dioxide, germanium monoxide, germanium tetrachloride, and an organic germanium compound having a Ge—C bond. The raw material germanium compound may be used alone or in combination of two or more. In addition, it may be used in combination with other shape control agents as long as the effects in the present invention are not impaired.

原料ゲルマニウム化合物の形状は、特に制限されず、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどを好適に用いることができる。 The shape of the raw material germanium compound is not particularly limited, and for example, a spherical, amorphous, aspected structure (wire, fiber, ribbon, tube, etc.), a sheet, or the like can be preferably used.

ゲルマニウム化合物の使用量は特に制限されないが、原料とするアルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、ゲルマニウム化合物のゲルマニウム金属として0.002〜0.09モルであることが好ましく、0.004〜0.04モルであることがより好ましく、0.005〜0.03モルが更に好ましい。 The amount of the germanium compound used is not particularly limited, but is preferably 0.002 to 0.09 mol, preferably 0.004 to 0.09 mol, of the germanium metal of the germanium compound with respect to 1 mol of the aluminum metal of the aluminum compound as a raw material. It is more preferably 0.04 mol, further preferably 0.005 to 0.03 mol.

(その他の形状制御剤)
アルミナ粒子において、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤による平板状アルミナの形成を阻害しない限りにおいて、必要に応じ、流動性や分散性、機械強度、および平均粒子径や平板状アルミナのアスペクト比等を調整する為に、上記以外のその他の形状制御剤を用いても良い。その他の形状制御剤はこれらと同様に、モリブデン化合物の存在下でアルミナ化合物を焼成する事による、アルミナの板状結晶成長に寄与する。
(Other shape control agents)
In the alumina particles, as long as the formation of flat alumina by at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds is not hindered, the fluidity, dispersibility, mechanical strength, and average particle size and the average particle size are required. In order to adjust the aspect ratio of the flat alumina, other shape control agents other than the above may be used. Similar to these, other shape control agents contribute to the growth of plate-like crystals of alumina by firing the alumina compound in the presence of the molybdenum compound.

その他の形状制御剤の存在状態は、アルミニウム化合物との接触ができれば、特に制限されない。例えば、形状制御剤とアルミニウム化合物と物理混合物、形状制御剤がアルミニウム化合物の表面または内部に均一または局在に存在した複合体などが好適に用いることができる。 The presence state of the other shape control agent is not particularly limited as long as it can come into contact with the aluminum compound. For example, a shape control agent, an aluminum compound and a physical mixture, a complex in which the shape control agent is uniformly or localized on the surface or inside of the aluminum compound, and the like can be preferably used.

また、その他の形状制御剤は、アルミニウム化合物に任意に添加しても良いが、アルミニウム化合物中に不純物として含まれていても良い。 Further, other shape control agents may be optionally added to the aluminum compound, but may be contained as impurities in the aluminum compound.

その他の形状制御剤の添加方法に特に制限はなく、粉体として直接添加混合するドライブレンド方式や、混合機を用いた混合、または予め溶媒やモノマー等に分散させ添加する方式を用いても良い。 The method of adding the other shape control agent is not particularly limited, and a dry blend method in which the powder is directly added and mixed, a mixing method using a mixer, or a method in which the powder is dispersed in a solvent or a monomer in advance and added may be used. ..

その他の形状制御剤の種類については、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と同様に、モリブデン化合物の存在下、高温焼成中、酸化モリブデンがα−アルミナの[113]面に選択的な吸着を抑制し、板状形態を形成することが出来れば、特に制限されない。より平板状アルミナのアスペクト比が高く、よりアルミナ粒子の流動性や分散性に優れ、より生産性に優れる点で、モリブデン化合物とアルミニウム化合物を除く金属化合物を用いることが好ましい。または、ナトリウム原子及び/又はナトリウム化合物を用いることがより好ましい。 Regarding other types of shape control agents, as with at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds, molybdenum oxide is α-alumina in the presence of molybdenum compounds during high-temperature firing [113]. It is not particularly limited as long as it can suppress selective adsorption on the surface and form a plate-like morphology. It is preferable to use a metal compound other than the molybdenum compound and the aluminum compound in that the aspect ratio of the flat alumina is higher, the fluidity and dispersibility of the alumina particles are more excellent, and the productivity is more excellent. Alternatively, it is more preferable to use a sodium atom and / or a sodium compound.

ナトリウム原子及び/又はナトリウム化合物としては、特に制限されず、公知のものが使用されうる。これらの具体例としては、炭酸ナトリウム、モリブデンナトリウム、酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、金属ナトリウム等が挙げられる。これらのうち、工業的に容易入手と取扱いし易さの観点から炭酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを用いることが好ましい。なお、ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The sodium atom and / or the sodium compound is not particularly limited, and known ones can be used. Specific examples of these include sodium carbonate, sodium molybdenum, sodium oxide, sodium sulfate, sodium hydroxide, sodium nitrate, sodium chloride, metallic sodium and the like. Of these, sodium carbonate, sodium molybdate, sodium oxide, and sodium sulfate are preferably used from the viewpoint of industrially easy availability and handling. The compound containing sodium or a sodium atom may be used alone or in combination of two or more.

ナトリウム原子及び/又はナトリウム化合物の形状は、特に制限されず、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどを好適に用いることができる。 The shape of the sodium atom and / or the sodium compound is not particularly limited, and for example, a spherical, amorphous, aspected structure (wire, fiber, ribbon, tube, etc.), a sheet, or the like can be preferably used.

ナトリウム原子及び/又はナトリウム化合物の使用量は特に制限されないが、アルミニウム化合物のアルミニウム金属1モルに対して、ナトリウム金属として0.0001〜2モルであることが好ましく、0.001〜1モルであることがより好ましい。ナトリウム原子及び/又はナトリウム化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有するアルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。 The amount of the sodium atom and / or the sodium compound used is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 2 mol, preferably 0.001 to 1 mol, as the sodium metal with respect to 1 mol of the aluminum metal of the aluminum compound. Is more preferable. When the amount of the sodium atom and / or the sodium compound used is in the above range, alumina particles having a high aspect ratio and excellent dispersibility can be easily obtained, which is preferable.

(金属化合物)
金属化合物は、後述するように、アルミナの結晶成長を促進する機能を有しうる。当該金属化合物は所望により焼成時に使用されうる。なお、金属化合物は、α−アルミナの結晶成長を促進する機能を有するものであるため、アルミナ粒子の製造に必須ではない。
(Metal compound)
The metal compound may have a function of promoting crystal growth of alumina, as will be described later. The metal compound can be used at the time of firing, if desired. Since the metal compound has a function of promoting crystal growth of α-alumina, it is not essential for the production of alumina particles.

金属化合物としては、特に制限されないが、第II族の金属化合物、第III族の金属化合物からなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。 The metal compound is not particularly limited, but preferably contains at least one selected from the group consisting of Group II metal compounds and Group III metal compounds.

前記第II族の金属化合物としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物等が挙げられる。 Examples of the Group II metal compound include magnesium compounds, calcium compounds, strontium compounds, barium compounds and the like.

前記第III族の金属化合物としては、スカンジウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物、セリウム化合物等が挙げられる。 Examples of the Group III metal compound include scandium compounds, yttrium compounds, lanthanum compounds, and cerium compounds.

なお上述の金属化合物は、金属元素の酸化物、水酸化物、炭酸化物、塩化物を意味する。例えば、イットリウム化合物であれば、酸化イットリウム(Y)、水酸化イットリウム、炭酸化イットリウムが挙げられる。これらのうち、金属化合物は金属元素の酸化物であることが好ましい。なお、これらの金属化合物は異性体を含む。 The above-mentioned metal compound means an oxide, a hydroxide, a carbon oxide, or a chloride of a metal element. For example, in the case of a yttrium compound, yttrium oxide (Y 2 O 3 ), yttrium hydroxide, and yttrium carbonate can be mentioned. Of these, the metal compound is preferably an oxide of a metal element. In addition, these metal compounds contain isomers.

これらのうち、第3周期元素の金属化合物、第4周期元素の金属化合物、第5周期元素の金属化合物、第6周期元素の金属化合物であることが好ましく、第4周期元素の金属化合物、第5周期元素の金属化合物であることがより好ましく、第5周期元素の金属化合物であることがさらに好ましい。具体的には、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物、を用いることが好ましく、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、イットリウム化合物を用いることがより好ましく、イットリウム化合物を用いることが特に好ましい。 Of these, the metal compound of the 3rd period element, the metal compound of the 4th period element, the metal compound of the 5th period element, and the metal compound of the 6th period element are preferable, and the metal compound of the 4th period element and the metal compound of the 4th period element. It is more preferably a metal compound of a 5-period element, and even more preferably a metal compound of a 5-period element. Specifically, it is preferable to use a magnesium compound, a calcium compound, an yttrium compound, and a lanthanum compound, more preferably a magnesium compound, a calcium compound, and an yttrium compound, and particularly preferably to use an yttrium compound.

金属化合物の添加率は、アルミニウム化合物中のアルミニウム原子の質量換算値に対して、0.02〜20質量%であることが好ましく、0.1〜20質量%であることがより好ましい。金属化合物の添加率が0.02質量%以上であると、モリブデンを含むα−アルミナの結晶成長が好適に進行しうることから好ましい。一方、金属化合物の添加率が20質量%以下であると、金属化合物由来の不純物の含有量の低いアルミナ粒子を得ることができることから好ましい。 The addition rate of the metal compound is preferably 0.02 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the mass conversion value of the aluminum atom in the aluminum compound. When the addition rate of the metal compound is 0.02% by mass or more, the crystal growth of α-alumina containing molybdenum can proceed favorably, which is preferable. On the other hand, when the addition rate of the metal compound is 20% by mass or less, alumina particles having a low content of impurities derived from the metal compound can be obtained, which is preferable.

(イットリウム)
金属化合物として、イットリウム化合物の存在下で、アルミニウム化合物を焼成した場合には、この焼成工程において、結晶成長がより好適に進行し、α−アルミナと水溶性イットリウム化合物が生成する。この際に、アルミナ粒子であるα−アルミナの表面に、当該水溶性イットリウム化合物が局在化しやすいことから、必要ならば、水、アルカリ水、これらを温めた液体等にて洗浄を行うことで、イットリウム化合物をアルミナ粒子から除去することができる。
(yttrium)
When the aluminum compound is fired in the presence of the yttrium compound as the metal compound, crystal growth proceeds more preferably in this firing step, and α-alumina and a water-soluble yttrium compound are produced. At this time, since the water-soluble yttrium compound is likely to be localized on the surface of α-alumina, which is an alumina particle, if necessary, washing with water, alkaline water, a warm liquid or the like is performed. , The yttrium compound can be removed from the alumina particles.

モリブデン化合物をフラックス剤として用いる場合、上記のアルミニウム化合物、モリブデン化合物及び形状制御剤の使用量は、特に限定されるものではないが、モリブデン元素を含む化合物を、三酸化モリブデン(MoO)として酸化物換算し、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際に、以下の1)又は2)の混合物を焼成することが挙げられる。
1−1)Al換算で80質量%以上のアルミニウム元素を含むアルミニウム化合物と、
MoO換算で1.0質量%以上のモリブデン化合物と、
SiO換算で0.4質量%以上の珪素又は珪素元素を含む珪素化合物と、
を混合した混合物。
1−2)Al換算で80質量%以上のアルミニウム元素を含むアルミニウム化合物と、
MoO換算で1.0質量%以上のモリブデン化合物と、
GeO換算で0.4質量%以上のゲルマニウム化合物と、
を混合した混合物。
When the molybdenum compound is used as the flux agent, the amounts of the above aluminum compound, molybdenum compound and shape control agent used are not particularly limited, but the compound containing the molybdenum element is oxidized as molybdenum trioxide (MoO 3 ). When the total amount of the raw material converted into a compound and converted into an oxide is 100% by mass, the following mixture of 1) or 2) may be fired.
1-1) Aluminum compounds containing 80% by mass or more of aluminum elements in terms of Al 2 O 3 and
Molybdenum compound of 1.0% by mass or more in terms of MoO 3 and
A silicon compound containing 0.4% by mass or more of silicon or a silicon element in terms of SiO 2 and
A mixture of.
1-2) Aluminum compounds containing 80% by mass or more of aluminum elements in terms of Al 2 O 3 and
Molybdenum compound of 1.0% by mass or more in terms of MoO 3 and
With a germanium compound of 0.4% by mass or more in terms of GeO 2,
A mixture of.

上記1−1)又は1−2)の混合物を用いることにより、より高効率にカードハウス構造を有するアルミナ粒子を製造可能である。
上記1−1)又は1−2)の混合物を焼成した場合に生じる現象の共通点として、結晶成長の開始初期に、原料として用いたアルミニウム化合物の原形の、少なくとも一部をとどめた状態で、結晶成長が進行することが考えられる。これにより、原料のアルミニウム化合物の一部分をそれぞれ起点として、各々に平板状アルミナが形成されることで、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造が形成されるものと考えられる。
By using the mixture of 1-1) or 1-2) above, alumina particles having a cardhouse structure can be produced with higher efficiency.
A common phenomenon that occurs when the mixture of 1-1) or 1-2) is fired is that at least a part of the original form of the aluminum compound used as a raw material is retained at the initial stage of crystal growth. It is conceivable that crystal growth will proceed. As a result, flat-plate alumina is formed on each of the starting points of each of the raw material aluminum compounds, so that a card house structure is formed in which the flat-plate alumina is formed of three or more flat-plate alumina and the flat-plate alumina is fixed to each other. It is thought that it will be done.

上記1−1)では、SiO換算で0.4質量%以上の珪素又は珪素元素を含む珪素化合物を使用し、その割合を比較的多く使用することで、原料アルミニウム化合物の形状崩れが抑制され、原料として用いたアルミニウム化合物の形状をとどめることができると考えられる。
上記2)では、GeO換算で0.4質量%以下のゲルマニウム化合物を使用し、その割合を比較的多く使用することで、原料アルミニウム化合物の形状崩れが抑制され、原料として用いたアルミニウム化合物の形状をとどめることができると考えられる。
In 1-1) above , a silicon compound containing 0.4% by mass or more of silicon or a silicon element in terms of SiO 2 is used, and by using a relatively large proportion thereof, the shape deformation of the raw material aluminum compound is suppressed. , It is considered that the shape of the aluminum compound used as a raw material can be retained.
In 2) above , by using a germanium compound of 0.4% by mass or less in terms of GeO 2 and using a relatively large proportion thereof, the shape deformation of the raw material aluminum compound is suppressed, and the aluminum compound used as the raw material is used. It is thought that the shape can be retained.

上記1−1)において、カードハウス構造を有し、優れた流動性を発揮するアルミナ粒子をより容易に製造可能である点で、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、前記混合物における各原料の配合量は以下であることが好ましい。
上記1−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、アルミニウム化合物の配合量は、Al換算で80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上99質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
上記1−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、モリブデン化合物は、MoO換算で1.0質量%以上であることが好ましく、2.0質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、4.0質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
上記1−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、珪素又は珪素元素を含む珪素化合物の配合量は、SiO換算で0.4質量%以上であることが好ましく、0.4質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上2.0質量%以下であることがさらに好ましい。
In 1-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the alumina particles having a card house structure and exhibiting excellent fluidity can be more easily produced. The blending amount of each raw material in the mixture is preferably as follows.
In 1-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of the aluminum compound is preferably 80% by mass or more in terms of Al 2 O 3, and 85% by mass or more 99. It is more preferably mass% or less, and further preferably 85 mass% or more and 95 mass% or less.
In the above 1-1), the time of the raw material total amount in terms oxide is 100 mass%, the molybdenum compound is preferably calculated as MoO 3 1.0 mass% or more, 2.0 wt% to 15 wt It is more preferably 4.0% by mass or more and 10% by mass or less.
In 1-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of silicon or a silicon compound containing a silicon element is preferably 0.4% by mass or more in terms of SiO 2. , 0.4% by mass or more and 5.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less.

上記1−2)において、カードハウス構造を有し、優れた流動性を発揮するアルミナ粒子をより容易に製造可能である点で、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、前記混合物における各原料の配合量は以下であることが好ましい。
上記1−2)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、アルミニウム化合物の配合量は、Al換算で80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上99質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
上記1−2)において酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、モリブデン化合物の配合量は、MoO換算で1.0質量%以上であることが好ましく、2.0質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、4.0質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
上記1−2)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、ゲルマニウム化合物の配合量は、GeO換算で0.4質量%以上であることが好ましく、0.4質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上2.0質量%以下であることがさらに好ましい。
In the above 1-2), when the total amount of the raw material converted into oxide is 100% by mass, the alumina particles having a card house structure and exhibiting excellent fluidity can be more easily produced. The blending amount of each raw material in the mixture is preferably as follows.
In the above 1-2), the time of the raw material total amount in terms oxide is 100 mass%, the amount of the aluminum compound, is preferably in terms of Al 2 O 3 at 80 wt% or more, 85 wt% 99 It is more preferably mass% or less, and further preferably 85 mass% or more and 95 mass% or less.
When the total amount of the raw material converted into oxides in 1-2) above is 100% by mass, the blending amount of the molybdenum compound is preferably 1.0% by mass or more in terms of MoO 3, and 2.0% by mass or more. It is more preferably 15% by mass or less, and further preferably 4.0% by mass or more and 10% by mass or less.
In 1-2) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of the germanium compound is preferably 0.4% by mass or more in terms of GeO 2, and is 0.4% by mass. It is more preferably 5.0% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less.

モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、上記のアルミニウム化合物、モリブデン化合物、カリウム化合物、及び形状制御剤の使用量は、特に限定されるものではないが、モリブデン元素及びカリウム元素を含む化合物、又は、モリブデン元素を含むモリブデン化合物及びカリウム元素を含むカリウム化合物を、モリブデン酸カリウム(Mo)として酸化物換算し、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際に、以下の1)又は2)の混合物を焼成することが挙げられる。
2−1)Al換算で10質量%以上のアルミニウム元素を含むアルミニウム化合物と、
Mo換算で50質量%以上の前記モリブデン化合物及び前記カリウム化合物と、
SiO換算で0.3質量%以上の珪素又は珪素元素を含む珪素化合物と、
を混合した混合物。
2−2)Al換算で50質量%以上のアルミニウム元素を含むアルミニウム化合物と、
Mo換算で30質量%以下の前記モリブデン化合物及び前記カリウム化合物と、
SiO換算で0.01質量%以上の珪素又は珪素元素を含む珪素化合物と、
を混合した混合物。
When the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent, the amounts of the above aluminum compound, molybdenum compound, potassium compound, and shape control agent used are not particularly limited, but the compound containing the molybdenum element and the potassium element, Alternatively, when a molybdenum compound containing a molybdenum element and a potassium compound containing a potassium element are converted into oxides as potassium molybdate (Mo 2 K 2 O 7 ) and the total amount of the raw materials converted into oxides is 100% by mass, the following 1) or a mixture of 2) may be fired.
2-1) Aluminum compounds containing 10% by mass or more of aluminum elements in terms of Al 2 O 3 and
Molybdenum compound and potassium compound of 50% by mass or more in terms of Mo 2 K 2 O 7 and
A silicon compound containing 0.3% by mass or more of silicon or a silicon element in terms of SiO 2 and
A mixture of.
2-2) Aluminum compounds containing 50% by mass or more of aluminum elements in terms of Al 2 O 3 and
Molybdenum compound and potassium compound of 30% by mass or less in terms of Mo 2 K 2 O 7 and
A silicon compound containing 0.01% by mass or more of silicon or a silicon element in terms of SiO 2 and
A mixture of.

上記2−1)又は2−2)の混合物を用いることにより、より高効率にカードハウス構造を有するアルミナ粒子を製造可能である。
上記2−1)又は2−2)の混合物を焼成した場合に生じる現象の共通点として、結晶成長の開始初期に、原料として用いたアルミニウム化合物の原形の、少なくとも一部をとどめた状態で、結晶成長が進行することが考えられる。これにより、原料のアルミニウム化合物の一部分をそれぞれ起点として、各々に平板状アルミナが形成されることで、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが互いに固着したカードハウス構造が形成されるものと考えられる。
By using the mixture of 2-1) or 2-2) above, alumina particles having a cardhouse structure can be produced with higher efficiency.
A common phenomenon that occurs when the mixture of 2-1) or 2-2) is fired is that at least a part of the original form of the aluminum compound used as a raw material is retained at the initial stage of crystal growth. It is conceivable that crystal growth will proceed. As a result, flat-plate alumina is formed on each of the starting points of each of the raw material aluminum compounds, so that a card house structure is formed in which the flat-plate alumina is formed of three or more flat-plate alumina and the flat-plate alumina is fixed to each other. It is thought that it will be done.

上記2−1)では、SiO換算で0.3質量%以上の珪素又は珪素元素を含む珪素化合物を使用し、その割合を比較的多く使用することで、原料アルミニウム化合物の形状崩れが抑制され、原料として用いたアルミニウム化合物の形状をとどめることができると考えられる。
上記2)では、Mo換算で30質量%以下の前記モリブデン化合物及び前記カリウム化合物を使用し、その割合を比較的少なく使用することで、原料アルミニウム化合物の形状崩れが抑制され、原料として用いたアルミニウム化合物の形状をとどめることができると考えられる。
In 2-1) above, by using a silicon compound containing silicon or a silicon element of 0.3% by mass or more in terms of SiO 2, and using a relatively large proportion thereof, the shape deformation of the raw material aluminum compound is suppressed. , It is considered that the shape of the aluminum compound used as a raw material can be retained.
In 2) above, the molybdenum compound and the potassium compound of 30% by mass or less in terms of Mo 2 K 2 O 7 are used, and by using a relatively small proportion thereof, the shape deformation of the raw material aluminum compound is suppressed. It is considered that the shape of the aluminum compound used as a raw material can be retained.

上記2−1)において、カードハウス構造を有し、優れた流動性を発揮するアルミナ粒子をより容易に製造可能である点で、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、前記混合物における各原料の配合量は以下であることが好ましい。
上記2−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、アルミニウム化合物の配合量は、Al換算で10質量%以上であることが好ましく、10質量%以上70質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがさらに好ましく、25質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい。
上記2−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、モリブデン化合物及びカリウム化合物の配合量は、Mo換算で50質量%以上であることが好ましく、50質量%以上80質量%以下であることがより好ましく、55質量%以上75質量%以下であることがさらに好ましく、60質量%以上70質量%以下であることがさらに好ましく。
上記2−1)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、珪素又は珪素元素を含む珪素化合物の配合量は、SiO換算で0.3質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.4質量%以上3質量%以下であることがさらに好ましい。
In 2-1) above, when the total amount of the raw material converted into oxide is 100% by mass, the alumina particles having a card house structure and exhibiting excellent fluidity can be more easily produced. The blending amount of each raw material in the mixture is preferably as follows.
In 2-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of the aluminum compound is preferably 10% by mass or more in terms of Al 2 O 3 and 10% by mass or more 70. It is more preferably 20% by mass or more, more preferably 45% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or more and 40% by mass or less.
In 2-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of the molybdenum compound and the potassium compound is preferably 50% by mass or more in terms of Mo 2 K 2 O 7. It is more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less, further preferably 55% by mass or more and 75% by mass or less, and further preferably 60% by mass or more and 70% by mass or less.
In 2-1) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of silicon or a silicon compound containing a silicon element is preferably 0.3% by mass or more in terms of SiO 2. , 0.3% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.4% by mass or more and 3% by mass or less.

上記2−2)において、カードハウス構造を有し、優れた流動性を発揮するアルミナ粒子をより容易に製造可能である点で、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、前記混合物における各原料の配合量は以下であることが好ましい。
上記2−2)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、アルミニウム化合物の配合量は、Al換算で50質量%以上であることが好ましく、50質量%以上96質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが特に好ましい。
上記2−2)において酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、モリブデン化合物及びカリウム化合物の配合量は、Mo換算で30質量%以下であることが好ましく、2質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上25質量%以下であることがさらに好ましく、4質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
上記2−2)において、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際の、珪素又は珪素元素を含む珪素化合物の配合量は、SiO換算で0.01質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以上3質量%以下であることがさらに好ましく、0.15質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。
In 2-2) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the alumina particles having a card house structure and exhibiting excellent fluidity can be more easily produced. The blending amount of each raw material in the mixture is preferably as follows.
In 2-2) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of the aluminum compound is preferably 50% by mass or more, and 50% by mass or more 96 in terms of Al 2 O 3. It is more preferably 60% by mass or more, more preferably 95% by mass or less, and particularly preferably 70% by mass or more and 90% by mass or less.
When the total amount of the raw material converted to oxide in 2-2) above is 100% by mass, the blending amount of the molybdenum compound and the potassium compound is preferably 30% by mass or less in terms of Mo 2 K 2 O 7. It is more preferably mass% or more and 30 mass% or less, further preferably 3 mass% or more and 25 mass% or less, and particularly preferably 4 mass% or more and 10 mass% or less.
In 2-2) above, when the total amount of the raw material converted to oxide is 100% by mass, the blending amount of silicon or a silicon compound containing a silicon element is preferably 0.01% by mass or more in terms of SiO 2. , 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, and particularly preferably 0.15% by mass or more and 3% by mass or less. preferable.

前記混合物が、さらに上記のイットリウム化合物を含む場合、イットリウム化合物の使用量は、特に限定されるものではないが、好ましくは、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際に、Y換算で5質量%以下のイットリウム化合物を混合することができる。より好ましくは、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際に、Y換算で0.01質量%以上3質量%以下のイットリウム化合物を混合することができる。結晶成長をより好適に進行させるためにさらに好ましくは、酸化物換算した原料全量を100質量%とした際に、Y換算で0.1質量%以上1質量%以下のイットリウム化合物を混合することができる。 When the mixture further contains the above-mentioned yttrium compound, the amount of the yttrium compound used is not particularly limited, but preferably Y 2 O when the total amount of the raw material in terms of oxide is 100% by mass. A yttrium compound of 5% by mass or less in terms of 3 can be mixed. More preferably, can be mixed at the time of the raw material total amount in terms oxide is 100 mass%, the Y 2 O 3 in terms of at least 0.01 wt% 3 wt% or less of yttrium compound. More preferably for the progress of the crystal growth more suitably, mixed when the raw material total amount in terms oxide is 100 mass%, the Y 2 O 3 in terms of at least 0.1 wt% 1 wt% or less of yttrium compound can do.

モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、モリブデン化合物及びカリウム化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤との存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程を経る事で、珪素及び/又はゲルマニウムが平板状アルミナの表面及びその近傍に偏在した、カードハウス構造を有するアルミナ粒子を容易に得ることができる。本発明者らの知見では、仕込み時における珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤の使用は、カードハウス構造を容易に得るための重要な要素、一方、焼成により生成したアルミナ粒子の表面及びその近傍に偏在した珪素及び/又はゲルマニウムの存在は、元来、活性点に乏しいアルミナの表面状態に大きな変化をもたらし、それ自体で優れたアルミナの特性を最大限に引き出すだけでなく、更にその活性点を起点とした、反応による表面処理剤との一体化でのより優れた表面状態付与が可能となるといった重要な要素、となる。 When a molybdenum compound and a potassium compound are used as a flux agent, the aluminum compound is fired in the presence of the molybdenum compound and the potassium compound and at least one shape control agent selected from silicon, silicon compound and germanium compound. Therefore, alumina particles having a card house structure in which silicon and / or germanium are unevenly distributed on or near the surface of the flat alumina can be easily obtained. According to the findings of the present inventors, the use of at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds at the time of preparation is an important factor for easily obtaining a cardhouse structure, while being produced by firing. The presence of silicon and / or germanium unevenly distributed on and near the surface of the alumina particles causes a large change in the surface state of alumina, which originally lacks active points, and only maximizes the excellent characteristics of alumina by itself. Not only that, but it is also an important factor that makes it possible to impart a better surface state by integrating with the surface treatment agent by the reaction, starting from the active point.

[焼成工程]
焼成工程は、好適には、モリブデン化合物と、珪素、珪素化合物及びゲルマニウム化合物から選ばれる少なくとも一種の形状制御剤と、必要に応じその他形状制御剤との存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程である。焼成工程は、前記混合工程で得られた混合物を焼成する工程であってもよい。
[Baking process]
The firing step is preferably a step of firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound, at least one shape control agent selected from silicon, silicon compounds and germanium compounds, and if necessary, other shape control agents. is there. The firing step may be a step of firing the mixture obtained in the mixing step.

アルミナ粒子は、例えば、モリブデン化合物、および形状制御剤の存在下で、アルミニウム化合物を焼成することで得られる。上記した通り、この製造方法はフラックス法と呼ばれる。上記したフラックス法に基づくと、平板状アルミナの形成と、3枚以上の左記平板状アルミナの固着に伴うカードハウス構造の形成とは、並行的に進むものと推定される。 Alumina particles can be obtained, for example, by firing the aluminum compound in the presence of a molybdenum compound and a shape control agent. As mentioned above, this manufacturing method is called the flux method. Based on the above-mentioned flux method, it is presumed that the formation of the flat plate-shaped alumina and the formation of the card house structure due to the fixation of the three or more flat plate-shaped aluminas on the left proceed in parallel.

フラックス法は、溶液法に分類される。フラックス法とは、より詳細には、結晶−フラックス2成分系状態図が共晶型を示すことを利用した結晶成長の方法である。フラックス法のメカニズムとしては、以下の通りであると推測される。すなわち、溶質およびフラックスの混合物を加熱していくと、溶質およびフラックスは液相となる。この際、フラックスは融剤であるため、換言すれば、溶質−フラックス2成分系状態図が共晶型を示すため、溶質は、その融点よりも低い温度で溶融し、液相を構成することとなる。この状態で、フラックスを蒸発させると、フラックスの濃度は低下し、換言すれば、フラックスによる前記溶質の融点低下効果が低減し、フラックスの蒸発が駆動力となって溶質の結晶成長が起こる(フラックス蒸発法)。液相のフラックス剤中で結晶成長させることも好ましい方法であり、溶質およびフラックスは液相を冷却することによっても溶質の結晶成長を起こすことができる(徐冷法)。 The flux method is classified as a solution method. More specifically, the flux method is a method of crystal growth utilizing the fact that the crystal-flux two-component phase diagram shows a eutectic type. The mechanism of the flux method is presumed to be as follows. That is, as the mixture of solute and flux is heated, the solute and flux become a liquid phase. At this time, since the flux is a flux, in other words, since the solute-flux two-component phase diagram shows a eutectic type, the solute melts at a temperature lower than its melting point to form a liquid phase. It becomes. If the flux is evaporated in this state, the concentration of the flux decreases, in other words, the effect of the flux on lowering the melting point of the solute is reduced, and the evaporation of the flux acts as a driving force to cause crystal growth of the solute (flux). Evaporation method). Crystal growth in a liquid phase flux agent is also a preferred method, and the solute and flux can also cause solute crystal growth by cooling the liquid phase (slow cooling method).

フラックス法は、融点よりもはるかに低い温度で結晶成長をさせることができる、結晶構造を精密に制御できる、自形をもつ結晶体を形成できる等のメリットを有する。 The flux method has merits such as being able to grow a crystal at a temperature much lower than the melting point, being able to precisely control the crystal structure, and being able to form a crystal having an automorphic shape.

フラックスとしてモリブデン化合物を用いたフラックス法によるアルミナ粒子の製造では、そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、例えば、以下のようなメカニズムによるものと推測される。すなわち、モリブデン化合物の存在下でアルミニウム化合物を焼成すると、まず、モリブデン酸アルミニウムが形成される。この際、当該モリブデン酸アルミニウムは、上述の説明からも理解されるように、アルミナの融点よりも低温でアルミナ結晶を成長する。そして、例えば、フラックスを蒸発させることで、モリブデン酸アルミニウムが分解し、結晶成長することでアルミナ粒子を得ることができる。すなわち、モリブデン化合物がフラックスとして機能し、モリブデン酸アルミニウムという中間体を経由してアルミナ粒子が製造されるのである。 In the production of alumina particles by the flux method using a molybdenum compound as the flux, the mechanism is not always clear, but it is presumed that the mechanism is as follows, for example. That is, when the aluminum compound is fired in the presence of the molybdenum compound, aluminum molybdate is first formed. At this time, the aluminum molybdate grows alumina crystals at a temperature lower than the melting point of alumina, as can be understood from the above description. Then, for example, by evaporating the flux, aluminum molybdate is decomposed and crystal growth is performed, so that alumina particles can be obtained. That is, the molybdenum compound functions as a flux, and alumina particles are produced via an intermediate called aluminum molybdate.

ここで、上記フラックス法においてカリウム化合物及び形状制御剤を併用すると、3枚以上の平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子を高効率に製造することが可能となる。より詳細には、モリブデン化合物とカリウム化合物とを併用すると、まず、モリブデン化合物とカリウム化合物が反応してモリブデン酸カリウムが形成される。同時に、モリブデン化合物がアルミニウム化合物と反応してモリブデン酸アルミニウムを形成する。そして、例えば、モリブデン酸カリウムの存在下でモリブデン酸アルミニウムが分解し、形状制御剤の存在下で結晶成長することで、3枚以上の平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子を得ることができる。すなわち、モリブデン酸アルミニウムという中間体を経由してアルミナ粒子を製造する際に、モリブデン酸カリウムが存在すると、3枚以上の平板状アルミナにより形成されたカードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られるのである。 Here, when the potassium compound and the shape control agent are used in combination in the above flux method, alumina particles having a card house structure formed of three or more flat alumina can be produced with high efficiency. More specifically, when the molybdenum compound and the potassium compound are used in combination, the molybdenum compound and the potassium compound first react to form potassium molybdate. At the same time, the molybdenum compound reacts with the aluminum compound to form aluminum molybdate. Then, for example, aluminum molybdate decomposes in the presence of potassium molybdate and crystal grows in the presence of a shape control agent to produce alumina particles having a cardhouse structure formed of three or more flat alumina. Obtainable. That is, when the alumina particles are produced via an intermediate called aluminum molybdate, if potassium molybdate is present, the alumina particles having a card house structure formed of three or more flat alumina can be obtained. ..

上記のとおり、カリウム又はカリウム化合物は、モリブデン酸カリウムとして、フラックス剤としての役割を果たす。 As described above, the potassium or potassium compound serves as a flux agent as potassium molybdate.

なお、上記メカニズムはあくまで推測のものであり、上記メカニズムと異なるメカニズムによって本発明の効果が得られる場合であっても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the above mechanism is only speculative, and even if the effect of the present invention is obtained by a mechanism different from the above mechanism, it is included in the technical scope of the present invention.

上述したモリブデン酸カリウムの構成は特に制限されないが、通常、モリブデン原子、カリウム原子および酸素原子を含む。構造式としては、好ましくはKMo3n+1で表される。この際は、nは特に制限されないが、1〜3の範囲であると、アルミナ粒子成長促進が効果的に機能することから好ましい。なお、モリブデン酸カリウムには他の原子が含まれていてもよく、当該他の原子としては、ナトリウム、マグネシウム、シリコン、等が挙げられる。 The composition of potassium molybdate described above is not particularly limited, but usually contains molybdenum atom, potassium atom and oxygen atom. The structural formula is preferably expressed as K 2 Mo n O 3n + 1 . In this case, n is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 3 because the promotion of alumina particle growth functions effectively. In addition, potassium molybdate may contain other atoms, and examples of the other atoms include sodium, magnesium, silicon, and the like.

本発明の一実施形態において、上述の焼成は、金属化合物の存在下で行われてもよい。すなわち、前記焼成は、モリブデン化合物およびカリウム化合物とともに上述金属化合物が併用されうる。これにより、より流動性が優れたアルミナ粒子が製造されうる。そのメカニズムについては必ずしも明らかではないが、例えば、以下のようなメカニズムによるものと推測される。すなわち、アルミナ粒子の結晶成長の際に、金属化合物が存在することで、アルミナ結晶核の過剰形成の防止もしくは抑制および/またはアルミナの結晶成長に必要なアルミニウム化合物の拡散促進、換言すれば、結晶核の過剰発生の防止および/またはアルミニウム化合物の拡散速度の上昇の機能が発揮され、アルミナの結晶成長方向のより緻密な制御が可能となり、前駆体の形状を反映させるなどの形状制御が容易となり、より流動性の高いアルミナ粒子が得られると考えられる。なお、上記メカニズムはあくまで推測のものであり、上記メカニズムと異なるメカニズムによって本発明の効果が得られる場合であっても本発明の技術的範囲に含まれる。 In one embodiment of the present invention, the above-mentioned firing may be performed in the presence of a metal compound. That is, in the firing, the above-mentioned metal compound can be used in combination with the molybdenum compound and the potassium compound. Thereby, alumina particles having more excellent fluidity can be produced. The mechanism is not always clear, but it is presumed to be due to the following mechanism, for example. That is, the presence of the metal compound during the crystal growth of the alumina particles prevents or suppresses the overformation of the alumina crystal nuclei and / or promotes the diffusion of the aluminum compound necessary for the crystal growth of the alumina, in other words, the crystal. The function of preventing excessive generation of nuclei and / or increasing the diffusion rate of aluminum compounds is exhibited, enabling more precise control of the crystal growth direction of alumina and facilitating shape control such as reflecting the shape of the precursor. , It is considered that alumina particles with higher fluidity can be obtained. It should be noted that the above mechanism is only speculative, and even if the effect of the present invention is obtained by a mechanism different from the above mechanism, it is included in the technical scope of the present invention.

焼成の方法は、特に限定はなく、公知慣用の方法で行う事ができる。焼成温度が700℃を超えると、アルミニウム化合物と、モリブデン化合物が反応して、モリブデン酸アルミニウムを形成する。さらに、焼成温度が900℃以上になると、モリブデン酸アルミニウムが分解し、形状制御剤の作用で平板状アルミナを形成する。また、平板状アルミナは、モリブデン酸アルミニウムが分解することで、アルミナと酸化モリブデンになる際に、モリブデンを酸化アルミニウム粒子内に取り込む事で得られる。 The firing method is not particularly limited, and can be performed by a known and commonly used method. When the firing temperature exceeds 700 ° C., the aluminum compound reacts with the molybdenum compound to form aluminum molybdate. Further, when the firing temperature becomes 900 ° C. or higher, aluminum molybdate is decomposed and flat alumina is formed by the action of the shape control agent. Further, the flat alumina is obtained by incorporating molybdenum into the aluminum oxide particles when the aluminum molybdate decomposes to form alumina and molybdenum oxide.

また、焼成する時に、アルミニウム化合物と、形状制御剤と、モリブデン化合物と、カリウム化合物の状態は特に限定されず、モリブデン化合物とカリウム化合物と形状制御剤がアルミニウム化合物に作用できる程度に近接して存在する状態であればよい。具体的には、モリブデン化合物と形状制御剤とアルミニウム化合物との粉体を混ぜ合わせる簡便な混合、粉砕機等を用いた機械的な混合、乳鉢等を用いた混合であっても良く、乾式状態、湿式状態での混合であっても良い。 Further, at the time of firing, the states of the aluminum compound, the shape control agent, the molybdenum compound, and the potassium compound are not particularly limited, and the molybdenum compound, the potassium compound, and the shape control agent are present close to each other to the extent that they can act on the aluminum compound. It suffices if it is in a state of doing. Specifically, it may be a simple mixing of the powder of the molybdenum compound, the shape control agent and the aluminum compound, a mechanical mixing using a crusher or the like, or a mixing using a mortar or the like, and is in a dry state. , May be mixed in a wet state.

焼成温度の条件に特に限定は無く、目的とするアルミナ粒子の平均粒子径、流動性、分散性、平板状アルミナのアスペクト比等により、適宜、決定される。通常、焼成の温度については、最高温度がモリブデン酸アルミニウム(Al(MoO)の分解温度である900℃以上であればよい。 The conditions of the calcination temperature are not particularly limited, and are appropriately determined depending on the average particle size, fluidity, dispersibility, aspect ratio of the flat-plate alumina, etc. of the target alumina particles. Generally, the firing temperature may be 900 ° C. or higher, which is the decomposition temperature of aluminum molybdate (Al 2 (MoO 4 ) 3).

一般的に、焼成後に得られるα−アルミナの形状を制御しようとすると、α−アルミナの融点に近い2000℃以上の高温焼成を行う必要があるが、焼成炉へ負担や燃料コストの点から、産業上利用する為には大きな課題がある。 Generally, in order to control the shape of α-alumina obtained after firing, it is necessary to perform high-temperature firing at 2000 ° C. or higher, which is close to the melting point of α-alumina. There is a big problem for industrial use.

アルミナ粒子の上記した様な好適な製造方法は、2000℃を超えるような高温であっても実施可能であるが、1600℃以下というα−アルミナの融点よりかなり低い温度であっても、α結晶化率が高くアスペクト比の高い平板状アルミナからなるアルミナ粒子を形成することができる。 The preferred method for producing alumina particles as described above can be carried out even at a high temperature of more than 2000 ° C., but even at a temperature of 1600 ° C. or lower, which is considerably lower than the melting point of α-alumina, α crystals. Alumina particles made of flat alumina having a high crystallization rate and a high aspect ratio can be formed.

上記した様な好適な製造方法に依れば、最高焼成温度が900℃〜1600℃の条件であっても、平板状アルミナのアスペクト比が高く、α結晶化率が90%以上であるアルミナ粒子の形成を簡便かつ低コストで効率的に行うことができ、最高温度が920〜1500℃での焼成がより好ましく、最高温度が950〜1400℃の範囲の焼成が最も好ましい。 According to the preferred production method as described above, alumina particles having a high aspect ratio of flat alumina and an α crystallization rate of 90% or more even when the maximum firing temperature is 900 ° C. to 1600 ° C. Can be easily and efficiently formed at low cost, and firing at a maximum temperature of 920 to 1500 ° C. is more preferable, and firing in a maximum temperature range of 950 to 1400 ° C. is most preferable.

焼成温度が高温となるほど、平板状アルミナの交差箇所のα結晶化も、他の箇所と同様に向上し、機械強度に優れるカードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られる。 As the firing temperature becomes higher, the α crystallization at the intersection of the flat alumina is also improved as in the other portions, and alumina particles having a card house structure having excellent mechanical strength can be obtained.

焼成の時間については、所定最高温度への昇温時間を15分〜10時間の範囲で行い、且つ焼成最高温度における保持時間を5分〜30時間の範囲で行うことが好ましい。平板状アルミナの形成を効率的に行うには、10分〜15時間程度の時間の焼成保持時間であることがより好ましい。 Regarding the firing time, it is preferable that the heating time to the predetermined maximum temperature is performed in the range of 15 minutes to 10 hours, and the holding time at the maximum firing temperature is performed in the range of 5 minutes to 30 hours. In order to efficiently form the flat alumina, the firing holding time is more preferably about 10 minutes to 15 hours.

焼成最高温度における保持時間が長時間となるほど、平板状アルミナの交差箇所のα結晶化も、他の箇所と同様に向上し、圧壊強度に優れるカードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られる。 As the holding time at the maximum firing temperature becomes longer, the α crystallization at the intersections of the flat-plate alumina is also improved as in the other portions, and alumina particles having a cardhouse structure excellent in crushing strength can be obtained.

焼成の雰囲気としては、本発明の効果が得られるのであれば特に限定されないが、例えば、空気や酸素のといった含酸素雰囲気や、窒素やアルゴンといった不活性雰囲気が好ましく、コストの面を考慮した場合は空気雰囲気がより好ましい。 The firing atmosphere is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but for example, an oxygen-containing atmosphere such as air or oxygen or an inert atmosphere such as nitrogen or argon is preferable, and in consideration of cost. The air atmosphere is more preferable.

焼成するための装置としても必ずしも限定されず、いわゆる焼成炉を用いることができる。焼成炉は昇華した酸化モリブデンと反応しない材質で構成されていることが好ましく、さらに酸化モリブデンを効率的に利用するように、密閉性の高い焼成炉を用いる事が好ましい。この際使用されうる焼成炉としては、トンネル炉、ローラーハース炉、ロータリーキルン、マッフル炉等が挙げられる。 The device for firing is not necessarily limited, and a so-called firing furnace can be used. The firing furnace is preferably made of a material that does not react with sublimated molybdenum oxide, and it is preferable to use a highly airtight firing furnace so that molybdenum oxide can be used efficiently. Examples of the firing furnace that can be used at this time include a tunnel furnace, a roller hearth furnace, a rotary kiln, and a muffle furnace.

上記した好適な製造方法では、カードハウス構造を有するアルミナ粒子が選択的に得られ、当該アルミナ粒子を個数基準で全体の60%以上の割合で含んだ粉体が容易に得られる。前記製造方法の中でより好適な条件を選択して製造することにより、前記アルミナ粒子の中でも、前記3枚以上の平板状アルミナが、2箇所以上の複数箇所で交差し集合したものであり、交差した互いの平板の面方向は無秩序に配置された状態にあるカードハウス構造を有するアルミナ粒子を個数基準で全体の80%以上の割合で含んだ粉体が、より容易に得ることができるので好ましい。 In the above-mentioned suitable production method, alumina particles having a card house structure can be selectively obtained, and a powder containing the alumina particles in a proportion of 60% or more of the total can be easily obtained. By selecting and manufacturing more suitable conditions in the manufacturing method, among the alumina particles, the three or more flat alumina particles are aggregated at two or more crossing points. Since it is possible to more easily obtain a powder containing alumina particles having a card house structure in which the plane directions of the intersecting flat plates are arranged in a disorderly manner at a ratio of 80% or more of the total number of alumina particles. preferable.

[冷却工程]
モリブデン化合物及びカリウム化合物をフラックス剤として用いる場合、アルミナ粒子の製造方法は、冷却工程を含んでいてもよい。当該冷却工程は、焼成工程において結晶成長したアルミナを冷却する工程である。より具体的には、焼成工程により得られたアルミナ及び液相のフラックス剤を含む組成物を冷却する工程であってよい。
[Cooling process]
When the molybdenum compound and the potassium compound are used as the flux agent, the method for producing the alumina particles may include a cooling step. The cooling step is a step of cooling the alumina crystal-grown in the firing step. More specifically, it may be a step of cooling the composition containing the alumina and the liquid phase flux agent obtained in the firing step.

冷却速度は、特に制限されないが、1〜1000℃/時間であることが好ましく、5〜500℃/時間であることがより好ましく、50〜100℃/時間であることがさらに好ましい。冷却速度が1℃/時間以上であると、製造時間が短縮されうることから好ましい。一方、冷却速度が1000℃/時間以下であると、焼成容器がヒートショックで割れることが少なく、長く使用できることから好ましい。 The cooling rate is not particularly limited, but is preferably 1 to 1000 ° C./hour, more preferably 5 to 500 ° C./hour, and even more preferably 50 to 100 ° C./hour. When the cooling rate is 1 ° C./hour or more, the production time can be shortened, which is preferable. On the other hand, when the cooling rate is 1000 ° C./hour or less, the firing container is less likely to be cracked by heat shock and can be used for a long time, which is preferable.

冷却方法は特に制限されず、自然放冷であっても、冷却装置を使用してもよい。 The cooling method is not particularly limited, and a cooling device may be used even if it is naturally allowed to cool.

[後処理工程]
実施形態に係るアルミナ粒子の製造方法は、後処理工程を含んでいてもよい。当該後処理工程は、カードハウス構造を有するアルミナ粒子の後処理工程であり、フラックス剤を除去する工程である。後処理工程は、上述の焼成工程の後に行ってもよいし、上述の冷却工程の後に行ってもよいし、焼成工程および冷却工程の後に行ってもよい。また、必要に応じて、2度以上繰り返し行ってもよい。
[Post-treatment process]
The method for producing alumina particles according to the embodiment may include a post-treatment step. The post-treatment step is a post-treatment step of alumina particles having a card house structure, and is a step of removing a flux agent. The post-treatment step may be performed after the above-mentioned firing step, after the above-mentioned cooling step, or after the firing step and the cooling step. Moreover, you may repeat it twice or more if necessary.

後処理の方法としては、洗浄および高温処理が挙げられる。これらは組み合わせて行うことができる。 Post-treatment methods include cleaning and high temperature treatment. These can be done in combination.

前記洗浄方法としては、特に制限されないが、水、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、酸性水溶液で洗浄することにより除去することができる。 The cleaning method is not particularly limited, but it can be removed by cleaning with water, an aqueous ammonia solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or an acidic aqueous solution.

この際、使用する水、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、酸性水溶液の濃度、使用量、および洗浄部位、洗浄時間等を適宜変更することで、モリブデン含有量を制御することができる。 At this time, the molybdenum content can be controlled by appropriately changing the concentrations of the water used, the aqueous ammonia solution, the aqueous sodium hydroxide solution, and the acidic aqueous solution, the amount used, the cleaning site, the cleaning time, and the like.

また、高温処理の方法としては、フラックスの昇華点または沸点以上に昇温する方法が挙げられる。 Further, as a method of high temperature treatment, a method of raising the temperature above the sublimation point or boiling point of the flux can be mentioned.

[粉砕工程]
焼成物はアルミナ粒子が凝集して、実施形態に好適な粒子径の範囲を満たさない場合がある。そのため、アルミナ粒子は、必要に応じて、実施形態に好適な粒子径の範囲を満たすように粉砕してもよい。
[Crushing process]
Alumina particles may aggregate in the fired product and may not meet the particle size range suitable for the embodiment. Therefore, the alumina particles may be pulverized so as to satisfy the particle size range suitable for the embodiment, if necessary.

焼成物の粉砕の方法は特に限定されず、ボールミル、ジョークラッシャー、ジェットミル、ディスクミル、スペクトロミル、グラインダー、ミキサーミル等の従来公知の粉砕方法を適用できる。 The method for crushing the fired product is not particularly limited, and conventionally known crushing methods such as ball mills, jaw crushers, jet mills, disc mills, spectromills, grinders, and mixer mills can be applied.

[分級工程]
アルミナ粒子は、平均粒子径を調整し、粉体の流動性を向上するため、またはマトリックスを形成するためのバインダーに配合したときの粘度上昇を抑制するために、好ましくは分級処理する。
[Classification process]
Alumina particles are preferably classified in order to adjust the average particle size, improve the fluidity of the powder, or suppress the increase in viscosity when blended in a binder for forming a matrix.

分級は湿式、乾式のいずれでも良いが、生産性の観点からは、乾式の分級が好ましい。乾式の分級には、篩による分級のほか、遠心力と流体抗力の差によって分級する風力分級などがあるが、分級精度の観点からは、風力分級が好ましく、コアンダ効果を利用した気流分級機、旋回気流式分級機、強制渦遠心式分級機、半自由渦遠心式分級機などの分級機を用いて行うことができる。 The classification may be either wet or dry, but from the viewpoint of productivity, the dry classification is preferable. Dry classification includes classification by sieving and wind classification by the difference between centrifugal force and fluid drag. From the viewpoint of classification accuracy, wind classification is preferable, and an air flow classer using the Coanda effect. This can be performed using a classifier such as a swirling air flow type classifier, a forced vortex centrifugal classifier, or a semi-free vortex centrifugal classifier.

上記した粉砕工程や分級工程は、後述する有機化合物層形成工程の前後を含めて、必要な段階において行うことができる。これら粉砕や分級の有無やそれらの条件選定により、例えば、得られるアルミナ粒子の平均粒子径を調整することができる。アルミナ粒子の平均粒子径は、その安息角と密接な関係にあり、上記した様なアルミナ粒子自体の製造方法や製造条件だけで充分に調整が行えなかった場合であっても、分級等の条件選定によりアルミナ粒子の平均粒子径を変化させる(間接的に安息角を変化させる)ことにより、アルミナ粒子の流動性を調整することができる。 The above-mentioned pulverization step and classification step can be performed at a necessary stage including before and after the organic compound layer forming step described later. For example, the average particle size of the obtained alumina particles can be adjusted by the presence or absence of crushing and classification and selection of their conditions. The average particle size of the alumina particles is closely related to the angle of repose, and even if the above-mentioned manufacturing method and manufacturing conditions of the alumina particles cannot be sufficiently adjusted, the conditions such as classification and the like are used. The fluidity of the alumina particles can be adjusted by changing the average particle size of the alumina particles (indirectly changing the angle of repose) by selection.

具体的には、例えば、目的とする平均粒子径のカードハウス構造を有するアルミナ粒子が無い場合には、より大きな平均粒子径のアルミナ粒子を分級等することで、より小さな平均粒子径を有する、同一平均粒子径同士の対比においては、公知のアルミナ粒子より流動性が優れた、カードハウス構造を有するアルミナ粒子が得られる。 Specifically, for example, when there is no alumina particle having a card house structure having a target average particle size, the alumina particle having a larger average particle size is classified to have a smaller average particle size. In comparison with each other having the same average particle size, alumina particles having a card house structure having better fluidity than known alumina particles can be obtained.

[有機化合物層形成工程]
一実施形態において、上記したアルミナ粒子の製造方法は、平板状アルミナの表面に有機化合物層を形成する有機化合物層形成工程をさらに含んでいてもよい。当該有機化合物層形成工程は、必要であれば、当該有機化合物が分解しない温度、通常、焼成工程の後、または後処理工程の後に行われる。
[Organic compound layer forming step]
In one embodiment, the above-mentioned method for producing alumina particles may further include an organic compound layer forming step of forming an organic compound layer on the surface of flat alumina. If necessary, the organic compound layer forming step is performed at a temperature at which the organic compound does not decompose, usually after a firing step, or after a post-treatment step.

アルミナ粒子の平板状アルミナの表面に有機化合物層を形成する方法としては、特に制限されず、公知の方法が適宜採用されうる。例えば、有機化合物を含む溶液又は分散液をモリブデンを含むアルミナ粒子に接触させ、乾燥する方法等が挙げられる。 The method for forming the organic compound layer on the surface of the flat alumina of the alumina particles is not particularly limited, and a known method can be appropriately adopted. For example, a method of bringing a solution or dispersion containing an organic compound into contact with alumina particles containing molybdenum and drying the particles can be mentioned.

なお、この有機化合物層の形成に使用されうる有機化合物としては、例えば有機シラン化合物が挙げられる。 Examples of the organic compound that can be used for forming the organic compound layer include an organic silane compound.

(有機シラン化合物)
カードハウス構造を有するアルミナ粒子は、珪素原子及び/又は無機珪素化合物含む場合には、それを含まない場合に比べて上記した様な表面改質効果が期待できるが、更に、珪素原子及び/又は無機珪素化合物を含むアルミナ粒子と、有機シラン化合物との反応物とした上で用いることもできる。珪素原子及び/又は無機珪素化合物を含有しかつカードハウス構造を有するアルミナ粒子に比べて、それと有機シラン化合物との反応物であるカードハウス構造を有するアルミナ粒子の方が、アルミナ粒子を構成する平板状アルミナ粒子表面に局在化する珪素原子及び/又は無機珪素化合物と、有機シラン化合物との反応に基づき、マトリックスとの親和性をより良好とすることができ好ましい。
(Organic silane compound)
When the alumina particle having a card house structure contains a silicon atom and / or an inorganic silicon compound, the surface modification effect as described above can be expected as compared with the case where it does not contain the silicon atom and / or an inorganic silicon compound. It can also be used as a reaction product of an alumina particle containing an inorganic silicon compound and an organic silane compound. Compared to alumina particles containing silicon atoms and / or inorganic silicon compounds and having a cardhouse structure, alumina particles having a cardhouse structure, which is a reaction product of an organic silane compound, are flat plates constituting the alumina particles. Based on the reaction between the silicon atom and / or the inorganic silicon compound localized on the surface of the alumina particles and the organic silane compound, the affinity with the matrix can be improved, which is preferable.

前記有機シラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアルキル基の炭素数が1〜22までのアルキルトリメトキシシランまたはアルキルトリクロロシラン類、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシラン類、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリメトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリエトキシシラン類等、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン、さらに、エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシランが挙げられる。なお、上記有機シラン化合物は、単独で含まれていても、2種以上を含んでいてもよい。 Examples of the organic silane compound include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, and iso. -Alkyltrimethoxysilanes or alkyltrichlorosilanes with an alkyl group having 1-222 carbon atoms such as -propyltriethoxysilane, pentiltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane , (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilanes, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-chloromethylphenyltrimethoxysilane, p-chloromethylphenyltriethoxysilane, etc. , Γ-Glysidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and other epoxysilanes, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- Aminosilanes such as β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercapto Mercaptosilane such as propyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, vinyltricrolsilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylsilane such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane Further, epoxy-based, amino-based, and vinyl-based polymer-type silanes can be mentioned. The organic silane compound may be contained alone or may contain two or more kinds.

有機シラン化合物は、反応により、アルミナ粒子の平板状アルミナの表面の珪素原子及び/又は無機珪素化合物の少なくとも一部又は全部と共有結合により連結されていればよく、アルミナ一部だけでなく全体が上記反応物で被覆されていてもよい。アルミナ表面への提供方法としては、浸漬による付着や化学蒸着(CVD)を採用することができる。 The organic silane compound may be covalently linked to at least a part or all of the silicon atom and / or the inorganic silicon compound on the surface of the flat alumina of the alumina particles by the reaction, and not only a part of the alumina but the whole may be linked. It may be coated with the above-mentioned reactant. As a method of providing the alumina on the surface, adhesion by immersion or chemical vapor deposition (CVD) can be adopted.

有機シラン化合物の使用量は、アルミナ粒子の平板状アルミナの表面に含有される珪素原子又は無機珪素化合物の質量に対して、珪素原子基準で、20質量%以下であることが好ましく、10〜0.01質量%であることがさらに好ましい。有機シラン化合物の使用量が20質量%以下であると、アルミナ粒子由来の物性発現が容易にできることから好ましい。 The amount of the organic silane compound used is preferably 20% by mass or less based on the silicon atom with respect to the mass of the silicon atom or the inorganic silicon compound contained in the surface of the flat alumina of the alumina particles, and is 10 to 0. It is more preferably 0.01% by mass. When the amount of the organic silane compound used is 20% by mass or less, it is preferable because the physical properties derived from the alumina particles can be easily expressed.

珪素原子及び/又は無機珪素化合物を含むアルミナ粒子と、有機シラン化合物との反応は、公知慣用のフィラーの表面改質方法により行なう事ができ、例えば、流体ノズルを用いた噴霧方式、せん断力のある攪拌、ボールミル、ミキサー等の乾式法、水系または有機溶剤系等の湿式法を採用することができる。せん断力を利用した処理は、実施形態で用いるアルミナ粒子の破壊が起こらない程度にして行うことが望ましい。 The reaction between the alumina particles containing silicon atoms and / or the inorganic silicon compound and the organic silane compound can be carried out by a known and commonly used filler surface modification method, for example, a spray method using a fluid nozzle, a shearing force. A certain stirring, a dry method such as a ball mill or a mixer, or a wet method such as an aqueous or organic solvent system can be adopted. It is desirable that the treatment using the shearing force be performed to such an extent that the alumina particles used in the embodiment are not destroyed.

乾式法における系内温度ないしは湿式法における処理後の乾燥温度は、有機シラン化合物の種類に応じ、それが熱分解しない領域で適宜決定される。例えば、上記した様な有機シラン化合物で処理する場合は、80〜150℃の温度が望ましい。 The in-system temperature in the dry method or the drying temperature after the treatment in the wet method is appropriately determined in a region where it does not thermally decompose, depending on the type of the organic silane compound. For example, when treating with the above-mentioned organic silane compound, a temperature of 80 to 150 ° C. is desirable.

[後加工工程]
アルミナ粒子の製造方法では、その効果を損なわない限り、当該アルミナ粒子の製造の途中に任意工程を追加したり、後処理工程を追加し、任意に粒度や形状等を調整しても良い。例えば、転動造粒や圧縮造粒等の造粒工程、結着剤をバインダーとしたスプレードライ製法による造粒などが挙げられ、市販の機器を用いて容易に得る事ができる。
[Post-processing process]
In the method for producing alumina particles, an arbitrary step may be added during the production of the alumina particles, or a post-treatment step may be added to arbitrarily adjust the particle size, shape, etc., as long as the effect is not impaired. Examples thereof include granulation steps such as rolling granulation and compression granulation, and granulation by a spray-drying method using a binder as a binder, which can be easily obtained by using a commercially available device.

<コーティング剤>
本実施形態の耐摩耗剤はコーティング剤中に好適に配合される。本発明の一実施形態として、実施形態の耐摩耗剤を含有するコーティング剤(以下、「実施形態のコーティング剤」又は単に「コーティング剤」と称する場合がある)を提供できる。コーティング剤は、床材、建材、自動車の部品等の材料に好適に用いられ、特に好ましくは床材に用いられる。
<Coating agent>
The wear resistant agent of the present embodiment is suitably blended in the coating agent. As one embodiment of the present invention, a coating agent containing the wear resistant agent of the embodiment (hereinafter, may be referred to as "coating agent of the embodiment" or simply "coating agent") can be provided. The coating agent is preferably used for materials such as flooring materials, building materials, and automobile parts, and is particularly preferably used for flooring materials.

本実施形態のコーティング剤は、上記アルミナ粒子に加え、必要に応じて、各種任意成分を含有することができる。当該任意成分としては、例えば、溶剤、樹脂、乾燥促進剤、硬化剤、硬化促進剤、増粘剤、沈降防止剤、ハジキ防止剤、ダレ止め剤、流展剤、消泡剤、紫外線吸収剤、光安定剤、上記アルミナ粒子に該当しないその他顔料等が挙げられる。
上記アルミナ粒子に該当しないその他顔料としては、着色顔料、体質顔料等の各種顔料が挙げられる。
前記着色顔料としては、求める色相や性能にあわせて従来公知の顔料を適宜使用することができ、例えば、アゾ系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリノン・イソインドリン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、ペリレン・ペリノン系、チオインジゴ系、アントラキノン系、スレン系、等の有機顔料、酸化鉄、カーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛、等の無機顔料が挙げられ、また、体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等が挙げられる。
また、亜鉛粉末、アルミ粉末等の各種金属又は金属塩を併用してもよい。
The coating agent of the present embodiment may contain various optional components in addition to the above alumina particles, if necessary. Examples of the optional component include a solvent, a resin, a drying accelerator, a curing agent, a curing accelerator, a thickener, an anti-settling agent, an anti-repellent agent, an anti-sagging agent, a spreading agent, an antifoaming agent, and an ultraviolet absorber. , Light stabilizers, other pigments that do not correspond to the above alumina particles, and the like.
Examples of other pigments that do not correspond to the above alumina particles include various pigments such as coloring pigments and extender pigments.
As the coloring pigment, conventionally known pigments can be appropriately used according to the desired hue and performance. For example, azo-based, benzimidazolone-based, isoindolinone / isoindoline-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, and dioxazine. Organic pigments such as diketopyrrolopyrrole, quinophthalone, perylene / perinone, thioindigo, anthraquinone, slene, etc., and inorganic pigments such as iron oxide, carbon black, titanium oxide, zinc sulfide, etc. Examples of the extender pigment include barium sulfate, calcium carbonate, talc, kaolin and the like.
Further, various metals such as zinc powder and aluminum powder or metal salts may be used in combination.

本発明の一実施形態として、実施形態のアルミナ粒子と、溶剤と、樹脂とを含有するコーティング剤を提供できる。 As one embodiment of the present invention, a coating agent containing the alumina particles of the embodiment, a solvent, and a resin can be provided.

コーティング剤の粘度を低下させ、塗布を容易とする観点からは、コーティング剤に溶剤が含有されることが好ましい。溶剤は、上記アルミナ粒子を分散させることができる。溶剤は、上記任意成分を分散又は溶解させることができる。
溶剤としては、例えば、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコールなどのアルコール系溶剤;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート等のエーテルエステル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;ヘキサン、ヘプタン、ホワイトスピリッツ等の脂肪族炭化水素系溶剤;ミネラルスピリット等の芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素の混合系溶剤;水、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
From the viewpoint of reducing the viscosity of the coating agent and facilitating the application, it is preferable that the coating agent contains a solvent. The solvent can disperse the alumina particles. The solvent can disperse or dissolve the above optional components.
Examples of the solvent include alcohol solvents such as ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and isobutyl alcohol; ester solvents such as ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate, methyl ethyl ketone and methyl butyl ketone. Ketone solvents such as cyclohexanone; ether ester solvents such as methyl cellosolve acetate and butyl cellosolve acetate; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; hexane, heptane, white spirits and the like The aliphatic hydrocarbon solvent of the above; a mixed solvent of aromatic hydrocarbons such as mineral spirit and an aliphatic hydrocarbon; water, a mixture thereof and the like, but are not limited thereto.

コーティング剤の総質量100質量%に対する、溶剤の含有割合は、例えば3〜90質量%であってよく、5〜85質量%であってよい。 The content ratio of the solvent with respect to the total mass 100% by mass of the coating agent may be, for example, 3 to 90% by mass, or 5 to 85% by mass.

コーティング剤の総質量100質量%に対する、固形分(溶剤等の揮発成分を除いた成分)の含有割合は、例えば10〜97質量%であってよく、15〜95質量%であってよい。 The content ratio of the solid content (component excluding volatile components such as solvent) to 100% by mass of the total mass of the coating agent may be, for example, 10 to 97% by mass, or 15 to 95% by mass.

コーティング剤に含まれるアルミナ粒子同士を結着させ、且つ、基材とコーティング剤との密着性を高めるとの観点から、コーティング剤に樹脂が含有されることが好ましい。
樹脂としては、塗料に配合できる任意の樹脂を用いることができ、従来公知の樹脂を用いてもよい。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、セルロース樹脂等が挙げられる。樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を組合せて用いてもよい。
コーティング剤中の樹脂(固形分)の含有割合は、コーティング剤の固形分(溶剤等の揮発成分を除いた成分)の総質量100質量%に対して、5質量%以上であってもよく、10〜97質量%であってもよく、30〜80質量%であってもよい。
It is preferable that the coating agent contains a resin from the viewpoint of binding the alumina particles contained in the coating agent to each other and enhancing the adhesion between the base material and the coating agent.
As the resin, any resin that can be blended in the paint can be used, and conventionally known resins may be used. Examples of the resin include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, vinyl chloride vinegar copolymer resin, polyamide resin, melamine resin, cellulose resin and the like. As the resin, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content ratio of the resin (solid content) in the coating agent may be 5% by mass or more with respect to 100% by mass of the total mass of the solid content (component excluding volatile components such as solvent) of the coating agent. It may be 10 to 97% by mass, or 30 to 80% by mass.

耐摩耗性を効果的に向上させる観点から、コーティング剤中のアルミナ粒子の含有割合は、コーティング剤の総質量100質量%に対して、1〜15質量%以上であってもよく、2〜10質量%であってもよく、2.5〜8質量%であってもよく、3〜7質量%であってもよい。 From the viewpoint of effectively improving the wear resistance, the content ratio of the alumina particles in the coating agent may be 1 to 15% by mass or more with respect to 100% by mass of the total mass of the coating agent, and 2 to 10%. It may be% by mass, 2.5 to 8% by mass, or 3 to 7% by mass.

本実施形態のコーティング剤は、例えば、上記アルミナ粒子と、必要に応じて、上記した任意成分とを、混合することを含む方法により、製造することができる。その際に用いることができる混合機としては、サンドミル、ホモミキサー、ホモジナーザー、コロイドミル、マイクロフルイダイザー、ソノレーター、キャビトロン等が挙げられる。 The coating agent of the present embodiment can be produced, for example, by a method including mixing the above-mentioned alumina particles and, if necessary, the above-mentioned optional components. Examples of the mixer that can be used at that time include a sand mill, a homomixer, a homogenizer, a colloid mill, a microfluidizer, a sonolator, and a cavitron.

<積層体>
実施形態のコーティング剤が塗布された基材は、基材と実施形態のコーティング剤を含有する層とを有する積層体として提供可能である。かかる積層体は、基材に耐摩耗性が付与された有用なものである。コーティング剤を含有する層としては、実施形態のコーティング剤の硬化物が挙げられる。コーティング剤の硬化物は、例えば、基材に塗布されたコーティング剤の塗膜を、常温乾燥又は加熱硬化させることで形成可能である。
<Laminated body>
The base material coated with the coating agent of the embodiment can be provided as a laminate having the base material and the layer containing the coating agent of the embodiment. Such a laminate is a useful one in which the base material is endowed with abrasion resistance. Examples of the layer containing the coating agent include a cured product of the coating agent of the embodiment. The cured product of the coating agent can be formed, for example, by drying or heat-curing the coating film of the coating agent applied to the base material at room temperature.

上記のコーティング剤を含有する層の乾燥膜厚は、一例として、50〜700μmが好ましく、60〜300μmがより好ましい。乾燥膜厚が上記範囲にあることで、耐摩耗性が良好に発揮される。 As an example, the dry film thickness of the layer containing the above coating agent is preferably 50 to 700 μm, more preferably 60 to 300 μm. When the dry film thickness is within the above range, wear resistance is satisfactorily exhibited.

基材としては特に限定されず、樹脂基材、金属基材等が挙げられ、より具体的には、床材、建材、自動車の部品等の材料が例示できる。 The base material is not particularly limited, and examples thereof include a resin base material and a metal base material, and more specifically, materials such as flooring materials, building materials, and automobile parts can be exemplified.

<方法>
本実施形態のコーティング剤は、基材に塗布して用いることができる。すなわち、一実施形態において、本発明は、上記コーティング剤を基材に塗布することを含む、積層体の製造方法を提供する。本実施形態の積層体の製造方法によれば、耐摩耗性を有する上記の積層体を製造できる。
コーティング剤の塗布方法としては、特に限定されず、ロールコート、スプレー、刷毛、ヘラ、バーコーター、浸漬塗装にて行う事ができる。塗装後の後処理方法としては、常温乾燥〜加熱硬化を行うことができる。加熱硬化する場合の加熱温度は、50〜250℃の範囲が好ましく、60〜230℃の範囲が特に好ましい。加熱時間は、2〜30分の範囲が好ましく、5〜20分の範囲が特に好ましい。
<Method>
The coating agent of the present embodiment can be used by applying it to a base material. That is, in one embodiment, the present invention provides a method for producing a laminate, which comprises applying the coating agent to a substrate. According to the method for producing a laminate of the present embodiment, the above-mentioned laminate having wear resistance can be produced.
The method of applying the coating agent is not particularly limited, and can be applied by roll coating, spray, brush, spatula, bar coater, or dip coating. As a post-treatment method after painting, normal temperature drying to heat curing can be performed. The heating temperature in the case of heat curing is preferably in the range of 50 to 250 ° C, particularly preferably in the range of 60 to 230 ° C. The heating time is preferably in the range of 2 to 30 minutes, particularly preferably in the range of 5 to 20 minutes.

上述のとおり、本実施形態のコーティング剤は、上記構成を有するアルミナ粒子を含有する。当該アルミナ粒子は、同形状の球状のアルミナ粒子と比較して比表面積が大きい。そのため、本実施形態の耐摩耗剤は耐摩耗性が良好となる。 As described above, the coating agent of the present embodiment contains alumina particles having the above-mentioned constitution. The alumina particles have a larger specific surface area than spherical alumina particles having the same shape. Therefore, the wear-resistant agent of the present embodiment has good wear resistance.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

<アルミナ粒子の合成>
[合成例1]アルミナ粒子の合成
水酸化アルミニウム(日本軽金属株式会社製、平均粒子径40μm)144.8gと、二酸化珪素(関東化学株式会社製、特級)0.95gと、三酸化モリブデン(太陽鉱工株式会社製)5gとを乳鉢で混合し、混合物を得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で10時間焼成を行なった。降温後、坩堝を取り出し、97.0gの薄青色の粉末を得た。得られた粉末を乳鉢で、106μm篩を通るまで解砕した。
続いて、得られた前記薄青色粉末の100gを0.5%アンモニア水の150mLに分散し、分散溶液を室温(25℃以上30℃以下程度)で0.5時間攪拌後、ろ過によりアンモニア水を除き、水洗浄と乾燥を行う事で、粒子表面に残存するモリブデンを除去し、94.0gの粉末を得た。その後、コアンダ効果を利用した気流分級機((株)パウダーシステムズ製ハイプレック分級機 HPC−ZERO型)で微粒成分を分級除去し、アルミナ粒子粉末66gを得た。また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.3であることが解った。
得られた粉末は、SEM観察により、3枚以上の平板状アルミナにより形成され、固着したカードハウス構造を有するアルミナ粒子であることを確認した。得られた粉末の平均粒子径を測定したところ、35μmであった。また、カードハウス構造を構成する平板状アルミナ自体は、形状が多角板状で、厚みが400nm,平均粒子径が8μm、アスペクト比が20であることを確認した。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、α化率は99%以上(ほぼ100%)であった。また、蛍光X線定量分析(XRF)の結果から、得られた粒子は、ケイ素を二酸化ケイ素換算で0.71質量%含み、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.76質量%含み、Alに対するSiのモル比[Si]/[Al]は0.007であった。
また、得られた粉末をX線光電子分光法(XPS)で分析した結果、アルミナ粒子の平板状アルミナの表面組成の[Si]/[Al]は0.25であり、蛍光X線定量分析のバルク組成の[Si]/[Al]%値より大幅に高く、珪素原子及び/又は無機珪素化合物が平板状アルミナの表面に偏在することを確認した。
また、XRD測定により平板状アルミナの表面にムライト層の形成を確認した。
また、得られた粉末の比表面積を測定したところ、1.4(m/g)であり、安息角は33°であることが解った。
更に、得られた粉末を株式会社ナノシーズ製 微小粒子圧壊力測定装置NS−A100型を用い、圧壊強度を算出した結果、28MPaであった。
<Synthesis of alumina particles>
[Synthesis Example 1] Synthesis of Alumina Particles Aluminum hydroxide (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., average particle diameter 40 μm) 144.8 g, silicon dioxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., special grade) 0.95 g, and molybdenum trioxide (solar) 5 g (manufactured by Mining Co., Ltd.) was mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The obtained mixture was placed in a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 10 hours. After the temperature was lowered, the crucible was taken out to obtain 97.0 g of a light blue powder. The obtained powder was crushed in a mortar until it passed through a 106 μm sieve.
Subsequently, 100 g of the obtained light blue powder was dispersed in 150 mL of 0.5% ammonia water, the dispersion solution was stirred at room temperature (25 ° C. or higher and 30 ° C. or lower) for 0.5 hours, and then the aqueous ammonia was filtered. Was removed, and the particles were washed with water and dried to remove molybdenum remaining on the particle surface, and 94.0 g of powder was obtained. Then, the fine particle component was classified and removed by an air flow classifier (HPC-ZERO type, a high-prec classifier manufactured by Powder Systems Co., Ltd.) utilizing the Coanda effect to obtain 66 g of alumina particle powder. Moreover, when the zeta potential was measured, it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.3.
It was confirmed by SEM observation that the obtained powder was alumina particles formed of three or more flat alumina and having a fixed cardhouse structure. The average particle size of the obtained powder was measured and found to be 35 μm. Further, it was confirmed that the flat plate-shaped alumina itself constituting the card house structure had a polygonal plate shape, a thickness of 400 nm, an average particle diameter of 8 μm, and an aspect ratio of 20. Further, when XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. The pregelatinization rate was 99% or more (almost 100%). Further, from the result of fluorescent X-ray quantitative analysis (XRF), the obtained particles contained 0.71% by mass of silicon in terms of silicon dioxide, 0.76% by mass of molybdenum in terms of molybdenum trioxide, and Si with respect to Al. The molar ratio [Si] / [Al] of was 0.007.
Further, as a result of analyzing the obtained powder by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the [Si] / [Al] of the surface composition of the flat alumina of the alumina particles was 0.25, which was used in the quantitative analysis of fluorescent X-rays. It was confirmed that the silicon atom and / or the inorganic silicon compound was unevenly distributed on the surface of the flat alumina, which was significantly higher than the [Si] / [Al]% value of the bulk composition.
In addition, the formation of a mullite layer on the surface of flat alumina was confirmed by XRD measurement.
Moreover, when the specific surface area of the obtained powder was measured, it was found that it was 1.4 (m 2 / g) and the angle of repose was 33 °.
Further, as a result of calculating the crushing strength of the obtained powder using a fine particle crushing force measuring device NS-A100 manufactured by Nanoseeds Co., Ltd., it was 28 MPa.

<合成例で得られたアルミナ粒子、及び市販の球状アルミナ粒子の評価>
[走査電子顕微鏡によるアルミナ粒子の形状分析]
上記合成例で得られたアルミナ粒子、及び市販の球状アルミナ粒子(デンカ株式会社製、DAS−30)を試料として、これらを両面テープにてサンプル支持台に固定し、それを表面観察装置(キーエンス社製、VE−9800)にて観察して、アルミナ粒子のカードハウス構造の有無を確認した。
<Evaluation of Alumina Particles Obtained in Synthesis Examples and Commercially Available Spherical Alumina Particles>
[Shape analysis of alumina particles by scanning electron microscope]
Alumina particles obtained in the above synthesis example and commercially available spherical alumina particles (DAS-30 manufactured by Denka Co., Ltd.) are used as samples, and these are fixed to a sample support with double-sided tape, and the surface observation device (Keyence) is used. The presence or absence of a card house structure of alumina particles was confirmed by observing with VE-9800) manufactured by the same company.

[平板状アルミナの長径Lの計測]
平板状アルミナの長径Lは、アルミナ粒子中央に位置する任意の100個の平板状アルミナについて、板の輪郭線上の2点間の距離のうち、最大の長さを、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定し、算術平均値として算出した。
[Measurement of major axis L of flat alumina]
The major axis L of the flat plate-shaped alumina is the maximum length of the distance between two points on the contour line of the plate for any 100 flat-plate-shaped alumina located in the center of the alumina particles, by scanning electron microscope (SEM). Was measured and calculated as an arithmetic mean value.

[平板状アルミナの厚みDの計測]
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、10個の厚みを測定した平均値を採用し、厚みD(μm)とした。
[Measurement of thickness D of flat alumina]
The average value of 10 thicknesses measured using a scanning electron microscope (SEM) was adopted and used as a thickness D (μm).

[平板状アルミナのアスペクト比L/D]
アスペクト比は下記の式を用いて求めた。
(アスペクト比)=(平板状アルミナの長径L/平板状アルミナの厚みD)
[Aspect ratio L / D of flat alumina]
The aspect ratio was calculated using the following formula.
(Aspect ratio) = (major axis L of flat alumina / thickness D of flat alumina)

[粒度分布測定によるアルミナ粒子の平均粒子径測定]
作製した試料を、レーザー回折式乾式粒度分布計(日本レーザー社製、HELOS(H3355)&RODOS)を用いて、分散圧0.3MPa、引圧90hPaの条件で測定し、体積基準の累積粒度分布から、D50(μm)を求めて、これをアルミナ粒子の平均粒子径とした。
[Measurement of average particle size of alumina particles by particle size distribution measurement]
The prepared sample was measured using a laser diffraction type dry particle size distribution meter (HELOS (H3355) & RODOS manufactured by Nippon Laser Co., Ltd.) under the conditions of a dispersion pressure of 0.3 MPa and a pulling pressure of 90 hPa, and based on the volume-based cumulative particle size distribution. , D 50 (μm) was determined and used as the average particle size of the alumina particles.

[安息角の計測]
試料を300g用意し、JIS R9301−2−2に準じた方法で、試料の安息角を測定した。
[Measurement of angle of repose]
300 g of a sample was prepared, and the angle of repose of the sample was measured by a method according to JIS R9301-2-2.

[比表面積の計測]
作製した試料を300℃3時間の条件で前処理を行った後、マイクロメリティックス社製、TriStar3000を用いて前処理後の試料の比表面積を測定した。
[Measurement of specific surface area]
The prepared sample was pretreated under the condition of 300 ° C. for 3 hours, and then the specific surface area of the pretreated sample was measured using TriStar3000 manufactured by Micromeritics.

[XRDピーク強度比・ムライトの有無の分析]
作製した試料を0.5mm深さの測定試料用ホルダーにのせ、一定荷重で平らになるように充填し、それを広角X線回折(XRD)装置(株式会社リガク製 Ultima IV)にセットし、Cu/Kα線、40kV/40mA、スキャンスピード2度/分、走査範囲10〜70度の条件で測定を行った。
2θ=26.2±0.2度に認められるムライトのピーク高さをA、2θ=35.1±0.2度に認められる(104)面のα−アルミナのピーク高さをBとし、2θ=30±0.2度のベースラインの値をCとして下記の式よりムライトの有無を判定した。
値が0.02以上はムライトが「有」とし、0.02未満はムライトが「無」と判定した。
[Analysis of XRD peak intensity ratio and presence / absence of mullite]
The prepared sample is placed on a holder for a measurement sample having a depth of 0.5 mm, filled flat with a constant load, and set in a wide-angle X-ray diffraction (XRD) device (Ultima IV manufactured by Rigaku Co., Ltd.). The measurement was performed under the conditions of Cu / Kα ray, 40 kV / 40 mA, a scan speed of 2 degrees / minute, and a scanning range of 10 to 70 degrees.
Let A be the peak height of mullite observed at 2θ = 26.2 ± 0.2 degrees, and B be the peak height of α-alumina on the (104) plane observed at 2θ = 35.1 ± 0.2 degrees. With the baseline value of 2θ = 30 ± 0.2 degrees as C, the presence or absence of mullite was determined from the following formula.
When the value was 0.02 or more, mullite was judged to be "yes", and when the value was less than 0.02, mullite was judged to be "absent".

Figure 2021059724
Figure 2021059724

[平板状アルミナ表層のSi量]
X線光電子分光(XPS)装置Quantera SXM(アルバックファイ社)を用い、作製した試料を両面テープ上にプレス固定し、以下の条件で組成分析を行った。
[Si amount of flat alumina surface layer]
Using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device Quantera SXM (ULVAC-PHI), the prepared sample was press-fixed on double-sided tape, and the composition was analyzed under the following conditions.

(測定条件)
・X線源:単色化AlKα、ビーム径100μmφ、出力25W・測定:エリア測定(1000μm四方)、n=3
・帯電補正:C1s=284.8eV
(Measurement condition)
・ X-ray source: monochromatic AlKα, beam diameter 100 μmφ, output 25 W ・ Measurement: area measurement (1000 μm square), n = 3
-Charge correction: C1s = 284.8eV

XPS分析結果により求められる[Si]/[Al]を平板状アルミナ粒子表層のSi量とした。 [Si] / [Al] obtained from the XPS analysis results was defined as the amount of Si in the surface layer of the flat alumina particles.

[α化率の分析]
作製した試料を0.5mm深さの測定試料用ホルダーにのせ、一定荷重で平らになる様充填し、それを広角X線回折装置(株式会社リガク製 Ultima IV)にセットし、Cu/Kα線、40kV/40mA、スキャンスピード2度/分、走査範囲10〜70度の条件で測定を行った。α−アルミナと遷移アルミナの最強ピーク高さの比よりα化率を求めた。
[Analysis of pregelatinization rate]
Place the prepared sample on a holder for a measurement sample with a depth of 0.5 mm, fill it flat with a constant load, set it in a wide-angle X-ray diffractometer (Ultima IV manufactured by Rigaku Co., Ltd.), and use Cu / Kα rays. The measurement was performed under the conditions of 40 kV / 40 mA, a scan speed of 2 degrees / minute, and a scanning range of 10 to 70 degrees. The pregelatinization rate was calculated from the ratio of the strongest peak heights of α-alumina and transition alumina.

[アルミナ粒子内に含まれるSi量の分析]
蛍光X線(XRF)分析装置PrimusIV(株式会社リガク製)を用い、作製した試料約70mgをろ紙にとり、PPフィルムをかぶせて組成分析を行った。
XRF分析結果により求められる[Si]/[Al]をアルミナ粒子内のSi量とした。
XRF分析結果により求められるケイ素量を、アルミナ粒子100質量%に対する二酸化ケイ素換算(質量%)により求めた。
[Analysis of the amount of Si contained in alumina particles]
Using a fluorescent X-ray (XRF) analyzer Primus IV (manufactured by Rigaku Co., Ltd.), about 70 mg of the prepared sample was taken on a filter paper, covered with a PP film, and the composition was analyzed.
[Si] / [Al] obtained from the XRF analysis result was defined as the amount of Si in the alumina particles.
The amount of silicon determined from the XRF analysis result was determined by silicon dioxide conversion (mass%) with respect to 100% by mass of alumina particles.

[アルミナ粒子内に含まれるMo量の分析]
蛍光X線分析装置PrimusIV(株式会社リガク製)を用い、作製した試料約70mgをろ紙にとり、PPフィルムをかぶせて組成分析を行った。
XRF分析結果により求められるモリブデン量を、アルミナ粒子100質量%に対する三酸化モリブデン換算(質量%)により求めた。
[Analysis of the amount of Mo contained in alumina particles]
Using a fluorescent X-ray analyzer Primus IV (manufactured by Rigaku Co., Ltd.), about 70 mg of the prepared sample was taken on a filter paper, covered with a PP film, and the composition was analyzed.
The amount of molybdenum determined from the XRF analysis result was determined by molybdenum trioxide conversion (mass%) with respect to 100% by mass of alumina particles.

[圧壊強度の計測]
圧壊強度は、株式会社ナノシーズ製 微小粒子圧壊力測定装置NS−A100型を用いて測定した。圧壊時のピーク値とベースライン(何も力がかかっていない状況)との差を圧壊力F[N]とし、圧壊強度S[Pa]は次式より算出した10個の値の平均値とした。
S=2.8F/(π・D
上記式中、Fは圧壊力[N]、Dは粒子径[m]である。
[Measurement of crush strength]
The crushing strength was measured using a fine particle crushing force measuring device NS-A100 manufactured by Nanoseeds Co., Ltd. The difference between the peak value at the time of crushing and the baseline (when no force is applied) is defined as the crushing force F [N], and the crushing strength S [Pa] is the average value of 10 values calculated from the following equation. did.
S = 2.8F / (π ・ D 2 )
In the above formula, F is a crushing force [N] and D is a particle size [m].

[等電点の測定]
ゼータ電位測定をゼータ電位測定装置(マルバーン社、ゼータサイザーナノZSP)にて行った。試料20mgと10mM KCl水溶液10mLを泡取り錬太郎(シンキー社、ARE−310)にて攪拌・脱泡モードで3分間攪拌し、5分静置した上澄みを測定用試料とした。自動滴定装置により、試料に0.1N HClを加え、pH=2までの範囲でゼータ電位測定を行い(印加電圧100V、Monomodlモード)、電位ゼロとなる等電点のpHを評価した。
[Measurement of isoelectric point]
Zeta potential measurement was performed with a zeta potential measuring device (Malburn, Zetasizer Nano ZSP). 20 mg of the sample and 10 mL of a 10 mM KCl aqueous solution were stirred with Rentarou Awatori (Sinky, ARE-310) in the stirring / defoaming mode for 3 minutes, and the supernatant was allowed to stand for 5 minutes as a measurement sample. 0.1N HCl was added to the sample by an automatic titrator, and the zeta potential was measured in the range up to pH = 2 (applied voltage 100 V, Monomodl mode), and the pH of the isoelectric point at which the potential became zero was evaluated.

原料化合物の酸化物換算の配合(全体を100質量%とする)と、合成例で得られた各アルミナ粒子の評価結果を以下の表1に示す。なお、表1中、「N.D.」はnot detectedの略であり、不検出であることを表す。 Table 1 below shows the oxide-equivalent formulation of the raw material compound (the total is 100% by mass) and the evaluation results of each alumina particle obtained in the synthesis example. In Table 1, "ND" is an abbreviation for not detected and indicates that it is not detected.

Figure 2021059724
Figure 2021059724

<コーティング剤の作製>
[実施例1]
合成例1で得られたアルミナ粒子と酢酸酪酸セルロース樹脂溶液(固形分濃度:32%)とを、アルミナ粒子:酢酸酪酸セルロース樹脂溶液=1/19の比率となる量で遠心撹拌機(フラクテック社製)に投入し、3000rpmで1分間撹拌し、コーティング剤(A1)を得た。
<Preparation of coating agent>
[Example 1]
Centrifugal stirrer (Fractec Co., Ltd.) in an amount of the alumina particles obtained in Synthesis Example 1 and the cellulose acetate butyrate resin solution (solid content concentration: 32%) in a ratio of alumina particles: cellulose butyrate acetate resin solution = 1/19. It was put into (manufactured by) and stirred at 3000 rpm for 1 minute to obtain a coating agent (A1).

[比較例1]
合成例1で得られたアルミナ粒子を市販の球状アルミナ粒子(デンカ株式会社製、DAS−30)に変更した以外は、実施例1と同様にしてコーティング剤(A2)を得た。
[Comparative Example 1]
A coating agent (A2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the alumina particles obtained in Synthesis Example 1 were changed to commercially available spherical alumina particles (DAS-30 manufactured by Denka Corporation).

[比較例2]
酢酸酪酸セルロース樹脂溶液(固形分濃度:32%)にアルミナ粒子を混合せずにコーティング剤(A3)とした。
[Comparative Example 2]
Alumina particles were not mixed with the cellulose acetate resin solution (solid content concentration: 32%) to prepare a coating agent (A3).

<耐摩耗性の評価>
各実施例で得られたコーティング剤を紙基材上に膜厚76.2μmとなるように塗布して試験片を得た。得られた試験片をサザランド型摩耗試験機の試験台に取り付け、2kgの重りに普通紙を取り付け、試験片に対し普通紙を擦り付けるように重りを50往復させた後、下記の基準で耐摩耗性を評価した。結果を表2に示す。
○:試験片の表面はほぼ傷ついていなかった。
△:試験片の表面の傷が目立っていた。
×:試験片の表面は傷だらけであった。
<Evaluation of wear resistance>
The coating agent obtained in each example was applied onto a paper substrate so as to have a film thickness of 76.2 μm to obtain a test piece. Attach the obtained test piece to the test stand of the Sutherland type wear tester, attach plain paper to a 2 kg weight, reciprocate the weight 50 times so as to rub the plain paper against the test piece, and then wear resistance according to the following criteria. Gender was evaluated. The results are shown in Table 2.
◯: The surface of the test piece was almost not damaged.
Δ: Scratches on the surface of the test piece were conspicuous.
X: The surface of the test piece was full of scratches.

Figure 2021059724
Figure 2021059724

表2に示す結果から、実施例1のコーティング剤は、比較例1〜2のコーティング剤よりも、耐摩耗性が良好であることが確認された。 From the results shown in Table 2, it was confirmed that the coating agent of Example 1 had better wear resistance than the coating agents of Comparative Examples 1 and 2.

各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。 Each configuration in each embodiment and a combination thereof are examples, and the configuration can be added, omitted, replaced, and other changes are possible without departing from the spirit of the present invention. Moreover, the present invention is not limited to each embodiment, but is limited only to the scope of claims.

本実施形態の耐摩耗剤によれば、耐摩耗性が良好な耐摩耗剤を提供することができる。 According to the wear-resistant agent of the present embodiment, it is possible to provide a wear-resistant agent having good wear resistance.

Claims (8)

3枚以上の平板状アルミナにより形成され、前記平板状アルミナが固着したカードハウス構造を有し、平均粒子径が3μm以上1000μm以下であるアルミナ粒子を含有する耐摩耗剤。 An abrasion resistant agent formed of three or more flat-plate alumina, having a card house structure to which the flat-plate alumina is fixed, and containing alumina particles having an average particle diameter of 3 μm or more and 1000 μm or less. 前記アルミナ粒子がケイ素及び/又はゲルマニウムを含む、請求項1記載の耐摩耗剤。 The wear resistant agent according to claim 1, wherein the alumina particles contain silicon and / or germanium. 前記アルミナ粒子がモリブデンを含む、請求項1または2に記載の耐摩耗剤。 The wear-resistant agent according to claim 1 or 2, wherein the alumina particles contain molybdenum. 前記アルミナ粒子100質量%に対するモリブデンの含有量が、三酸化モリブデン換算で、10質量%以下である、請求項3に記載の耐摩耗剤。 The wear-resistant agent according to claim 3, wherein the content of molybdenum with respect to 100% by mass of the alumina particles is 10% by mass or less in terms of molybdenum trioxide. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の耐摩耗剤を含有するコーティング剤。 A coating agent containing the wear resistant agent according to any one of claims 1 to 4. 基材と請求項5に記載のコーティング剤を含有する層とを有する積層体。 A laminate having a base material and a layer containing the coating agent according to claim 5. 請求項5に記載のコーティング剤を基材に塗布することを含む、積層体の製造方法。 A method for producing a laminate, which comprises applying the coating agent according to claim 5 to a substrate. 請求項5に記載のコーティング剤を基材に塗布することを含む、基材のコーティング方法。 A method for coating a base material, which comprises applying the coating agent according to claim 5 to the base material.
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