JP3119271B2 - アルミナゾル及びその製造方法 - Google Patents
アルミナゾル及びその製造方法Info
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- JP3119271B2 JP3119271B2 JP03184716A JP18471691A JP3119271B2 JP 3119271 B2 JP3119271 B2 JP 3119271B2 JP 03184716 A JP03184716 A JP 03184716A JP 18471691 A JP18471691 A JP 18471691A JP 3119271 B2 JP3119271 B2 JP 3119271B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太さが20〜100 ミリミ
クロンの範囲に分布しているが、長さは200〜500 ミリ
ミクロンの範囲内の揃った長さを有するという粒子形状
に分布を有する無定形アルミナの安定な水性ゾル、及び
その製造法に関する。本発明のアルミナゾルは、安定で
あって、耐火物バインダー、製紙工業、繊維の表面処
理、触媒担体、その他従来から知られている分野に有用
である。
クロンの範囲に分布しているが、長さは200〜500 ミリ
ミクロンの範囲内の揃った長さを有するという粒子形状
に分布を有する無定形アルミナの安定な水性ゾル、及び
その製造法に関する。本発明のアルミナゾルは、安定で
あって、耐火物バインダー、製紙工業、繊維の表面処
理、触媒担体、その他従来から知られている分野に有用
である。
【０００２】
【従来の技術】無機酸、有機酸等一般に酸の存在下、金
属アルミニウムを直接水と反応させることによりアルミ
ナゾルを製造する方法は、例えば、特公昭32-3367 号公
報に示されている。無定形繊維状アルミナゾルの製造法
として、特開昭60-166220 号公報には、高温の有機酸水
溶液に加熱下金属アルミニウムを加えて反応させ、この
反応後、反応液に更に有機酸を添加するとことによる方
法が開示されている。
属アルミニウムを直接水と反応させることによりアルミ
ナゾルを製造する方法は、例えば、特公昭32-3367 号公
報に示されている。無定形繊維状アルミナゾルの製造法
として、特開昭60-166220 号公報には、高温の有機酸水
溶液に加熱下金属アルミニウムを加えて反応させ、この
反応後、反応液に更に有機酸を添加するとことによる方
法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】繊維状であって無定形
アルミナからなるコロイド粒子のゾルは、種々の用途、
例えば、触媒担体用に適用されるが、上記特開昭60-166
220 号公報に記載の方法では、ゾルのコロイド粒子の形
状を制御し難く、得られたゾルは充分な性能を有しな
い。
アルミナからなるコロイド粒子のゾルは、種々の用途、
例えば、触媒担体用に適用されるが、上記特開昭60-166
220 号公報に記載の方法では、ゾルのコロイド粒子の形
状を制御し難く、得られたゾルは充分な性能を有しな
い。
【０００４】本発明は、繊維状無定形アルミナのコロイ
ド粒子の長さを制御することによって、ゾルの結合力、
造膜性、チクソトロピー性、更にゾルの乾燥物の保水
性、帯電防止性、柔軟性等の性能を改良しようとするも
のであり、そしてこのような改良された性能を発揮する
如き安定なゾルを効率よく製造する方法を提供しようと
するものである。
ド粒子の長さを制御することによって、ゾルの結合力、
造膜性、チクソトロピー性、更にゾルの乾燥物の保水
性、帯電防止性、柔軟性等の性能を改良しようとするも
のであり、そしてこのような改良された性能を発揮する
如き安定なゾルを効率よく製造する方法を提供しようと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミナゾル
は、長さが 200〜500 ミリミクロンの範囲に揃ってい
て、太さは20〜100 ミリミクロンの範囲に分布している
無定形アルミナ粒子の安定な水性ゾルであることを特徴
とする。本発明のアルミナゾルは、80℃〜常圧下の沸点
温度の範囲に保たれた 1〜7 重量% の金属アルミニウム
含有水性スラリーに、当該金属アルミニウム 1モルに対
して 0.1〜0.5 グラム当量となる量の酸を、1 分間当た
り、当該スラリーの水1000グラムに対し 0.001〜0.03グ
ラム当量となる速さで供給すると共に、当該スラリー中
に生成したコロイダルアルミナ粒子を、当該スラリー中
にその水に対しSiO 2 として重量基準10ppm 以上の量の珪
酸イオンと 5ppm 以上の量の硫酸イオン（SO 4 2- ）とを
存在させた後当該スラリー中で成長させることからなる
方法によって得られる。
は、長さが 200〜500 ミリミクロンの範囲に揃ってい
て、太さは20〜100 ミリミクロンの範囲に分布している
無定形アルミナ粒子の安定な水性ゾルであることを特徴
とする。本発明のアルミナゾルは、80℃〜常圧下の沸点
温度の範囲に保たれた 1〜7 重量% の金属アルミニウム
含有水性スラリーに、当該金属アルミニウム 1モルに対
して 0.1〜0.5 グラム当量となる量の酸を、1 分間当た
り、当該スラリーの水1000グラムに対し 0.001〜0.03グ
ラム当量となる速さで供給すると共に、当該スラリー中
に生成したコロイダルアルミナ粒子を、当該スラリー中
にその水に対しSiO 2 として重量基準10ppm 以上の量の珪
酸イオンと 5ppm 以上の量の硫酸イオン（SO 4 2- ）とを
存在させた後当該スラリー中で成長させることからなる
方法によって得られる。
【０００６】本発明のゾルのコロイド粒子は、電子顕微
鏡写真によって容易に観察することができる。この粒子
は、20ミリミクロン程度の最も細い繊維状のものから 1
00ミリミクロン程度の最も太い繊維状のものにまでその
太さが分布している。そして太いタイプの粒子は、最も
細いタイプの繊維状粒子が長手方向に並んで束となって
結合した結果生成した如き形状を呈している。この太さ
の分布は、一束に結合される粒子の数が相違することに
よって起こった如き分布であって、一定の製造条件によ
れば、粒子の太さは約20〜100 ミリミクロンの範囲内に
分布している。これらコロイド粒子の長さは約200〜500
ミリミクロンの範囲内であって、最も太い粒子の太さ
の 5〜10倍程度である。この長さは一定の製造条件によ
れば、ほぼ一定して揃っている。
鏡写真によって容易に観察することができる。この粒子
は、20ミリミクロン程度の最も細い繊維状のものから 1
00ミリミクロン程度の最も太い繊維状のものにまでその
太さが分布している。そして太いタイプの粒子は、最も
細いタイプの繊維状粒子が長手方向に並んで束となって
結合した結果生成した如き形状を呈している。この太さ
の分布は、一束に結合される粒子の数が相違することに
よって起こった如き分布であって、一定の製造条件によ
れば、粒子の太さは約20〜100 ミリミクロンの範囲内に
分布している。これらコロイド粒子の長さは約200〜500
ミリミクロンの範囲内であって、最も太い粒子の太さ
の 5〜10倍程度である。この長さは一定の製造条件によ
れば、ほぼ一定して揃っている。
【０００７】本発明の水性ゾルは、Al2O3 として約15重
量% 以下、特に約12重量% 以下の濃度において安定であ
り、工業製品としては 1〜12重量% 程度が好ましい。そ
してこの安定化のために、アルミニウム 1モルに対して
約 0.1〜0.5 グラム当量の比率に酸を含有する。本発明
のゾルを造るのに用いられる金属アルミニウム粉末は、
その平均粒径（重量平均径）としては10〜100 ミクロン
程度でよいが、高い純度を有するものが好ましく、特に
99.6重量% 以上の純度を有するものがよい。
量% 以下、特に約12重量% 以下の濃度において安定であ
り、工業製品としては 1〜12重量% 程度が好ましい。そ
してこの安定化のために、アルミニウム 1モルに対して
約 0.1〜0.5 グラム当量の比率に酸を含有する。本発明
のゾルを造るのに用いられる金属アルミニウム粉末は、
その平均粒径（重量平均径）としては10〜100 ミクロン
程度でよいが、高い純度を有するものが好ましく、特に
99.6重量% 以上の純度を有するものがよい。
【０００８】スラリーに用いられる水は純度の高いもの
が好ましく、その例としては脱イオン水、蒸留水等が挙
げられるが、本発明の目的が達成される限り多少純度が
低くてもよい。スラリー中の金属アルミニウム量は 7重
量% 以上でもよいが、好ましくは 1〜7 重量% 、更に好
ましくは 2〜6 重量% がよい。そしてスラリーは、上記
水と金属アルミニウムを混合することにより調製され、
加熱によって80℃〜常圧下のスラリーの沸点温度の範囲
に保たれる。
が好ましく、その例としては脱イオン水、蒸留水等が挙
げられるが、本発明の目的が達成される限り多少純度が
低くてもよい。スラリー中の金属アルミニウム量は 7重
量% 以上でもよいが、好ましくは 1〜7 重量% 、更に好
ましくは 2〜6 重量% がよい。そしてスラリーは、上記
水と金属アルミニウムを混合することにより調製され、
加熱によって80℃〜常圧下のスラリーの沸点温度の範囲
に保たれる。
【０００９】上記スラリーに加えられる酸としては、通
常の無機酸、有機酸等でよいが、塩化水素、蟻酸、酢酸
等が好ましく、特に塩酸が好ましい。この酸は、通常10
〜20重量% 、好ましくは12〜17重量% 程度の水溶液とし
て、攪拌下のスラリー中に供給するのがよい。この加え
られる酸の量としては、上記スラリー中の金属アルミニ
ウム 1モルに対し酸 0.1〜0.5 グラム当量の比率となる
量が好ましい。そして、この酸はスラリー中の水1000グ
ラム当たり、1 分間に 0.001〜0.03グラム当量の速さで
スラリー中に供給される。酸の供給は、断続的又は連続
的のいずれでもよい。
常の無機酸、有機酸等でよいが、塩化水素、蟻酸、酢酸
等が好ましく、特に塩酸が好ましい。この酸は、通常10
〜20重量% 、好ましくは12〜17重量% 程度の水溶液とし
て、攪拌下のスラリー中に供給するのがよい。この加え
られる酸の量としては、上記スラリー中の金属アルミニ
ウム 1モルに対し酸 0.1〜0.5 グラム当量の比率となる
量が好ましい。そして、この酸はスラリー中の水1000グ
ラム当たり、1 分間に 0.001〜0.03グラム当量の速さで
スラリー中に供給される。酸の供給は、断続的又は連続
的のいずれでもよい。
【００１０】スラリー温度が上記温度範囲では、通常、
酸の添加開始から数時間経過するとスラリー中にほぼ 3
ミリミクロン程度の大きさの微細アルミナ粒子が生成
し、そしてこの微細粒子は更に大きなコロイダル粒子へ
と成長する。この成長が珪酸イオンと硫酸イオンとの存
在下に起こるように、スラリー中にその水に対してSiO2
として重量基準10ppm 以上、好ましくは10〜200ppm量の
珪酸イオンと、同じくスラリー中の水に対して重量基準
5ppm 以上、好ましくは 5〜20ppm 量の硫酸イオンが含
有される。この成長は、上記酸の添加後も続き、上記温
度に保ってスラリーを10〜20時間程度攪拌を続けること
によって本発明のアルミナゾルを得ることができる。
酸の添加開始から数時間経過するとスラリー中にほぼ 3
ミリミクロン程度の大きさの微細アルミナ粒子が生成
し、そしてこの微細粒子は更に大きなコロイダル粒子へ
と成長する。この成長が珪酸イオンと硫酸イオンとの存
在下に起こるように、スラリー中にその水に対してSiO2
として重量基準10ppm 以上、好ましくは10〜200ppm量の
珪酸イオンと、同じくスラリー中の水に対して重量基準
5ppm 以上、好ましくは 5〜20ppm 量の硫酸イオンが含
有される。この成長は、上記酸の添加後も続き、上記温
度に保ってスラリーを10〜20時間程度攪拌を続けること
によって本発明のアルミナゾルを得ることができる。
【００１１】珪酸イオンは、モノマー状珪酸イオン、ポ
リ珪酸イオン等種々の形態でスラリー中に存在させるこ
とができるが、モノマー状珪酸イオンとして存在させる
のが好ましい。モノマー状珪酸イオンは、例えば、水溶
性珪酸塩又はその水溶液を金属アルミニウム添加前の水
又は上記金属アルミニウム分散水性スラリーに添加する
ことによって、スラリー中に存在させることができる。
好ましい水溶性珪酸塩の例としては、ナトリウム、カリ
ウム、リチウム、アンモニウム、第四級アンモニウム、
アミン等の珪酸塩が挙げられる。
リ珪酸イオン等種々の形態でスラリー中に存在させるこ
とができるが、モノマー状珪酸イオンとして存在させる
のが好ましい。モノマー状珪酸イオンは、例えば、水溶
性珪酸塩又はその水溶液を金属アルミニウム添加前の水
又は上記金属アルミニウム分散水性スラリーに添加する
ことによって、スラリー中に存在させることができる。
好ましい水溶性珪酸塩の例としては、ナトリウム、カリ
ウム、リチウム、アンモニウム、第四級アンモニウム、
アミン等の珪酸塩が挙げられる。
【００１２】硫酸イオンも種々の形態で、好ましくは水
溶性硫酸塩又はその水溶液として、金属アルミニウム添
加前の水又は上記金属アルミニウム分散水性スラリーに
添加することによって、スラリー中に存在させることが
できる。好ましい水溶性硫酸塩の例としては、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム、アンモニウム等の硫酸塩が挙
げられる。
溶性硫酸塩又はその水溶液として、金属アルミニウム添
加前の水又は上記金属アルミニウム分散水性スラリーに
添加することによって、スラリー中に存在させることが
できる。好ましい水溶性硫酸塩の例としては、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム、アンモニウム等の硫酸塩が挙
げられる。
【００１３】スラリー中に上記珪酸塩と硫酸塩とを添加
するときは、上記酸の添加前又は後のいずれでもよい
が、スラリー中にコロイダルアルミナが生成する時期に
は珪酸イオンと硫酸イオンとがスラリー中に確実に存在
しているように、好ましくは上記酸の添加前にスラリー
にこれら塩を添加しておくのがよい。上記成長したコロ
イダルアルミナ粒子のゾルを含有するスラリーから、そ
の中に残った金属アルミニウム、その他不溶解物質等
を、遠心分離、濾別等通常の方法で除去することによ
り、或いは所望に応じ通常の方法で濃縮することによ
り、製品としてのアルミナゾルが得られる。
するときは、上記酸の添加前又は後のいずれでもよい
が、スラリー中にコロイダルアルミナが生成する時期に
は珪酸イオンと硫酸イオンとがスラリー中に確実に存在
しているように、好ましくは上記酸の添加前にスラリー
にこれら塩を添加しておくのがよい。上記成長したコロ
イダルアルミナ粒子のゾルを含有するスラリーから、そ
の中に残った金属アルミニウム、その他不溶解物質等
を、遠心分離、濾別等通常の方法で除去することによ
り、或いは所望に応じ通常の方法で濃縮することによ
り、製品としてのアルミナゾルが得られる。
【００１４】
【作用】スラリー中で生成コロイダルアルミナが粒子成
長をする際に、当該スラリー中に珪酸イオンが存在しな
いときには、成長した無定形アルミナの粒子は 200ミリ
ミクロン以上の長さを有しないが、スラリー中に珪酸イ
オンをSiO 2 として重量基準10ppm 以上存在させると、そ
の量の増大と共に成長した無定形アルミナの粒子の長さ
が増大すること、そしてこの成長した粒子の内最も太い
タイプの粒子の太さは、スラリー中粒子成長の際の珪酸
イオン量によって変わることなくほぼ一定していること
が見出された。けれども、粒子成長の際スラリー中に珪
酸イオンがSiO 2 として重量基準 100ppm 以上存在して
も、成長した粒子の長さは殆ど変わらず、生成ゾル中の
不純物量が増すので好ましくない。
長をする際に、当該スラリー中に珪酸イオンが存在しな
いときには、成長した無定形アルミナの粒子は 200ミリ
ミクロン以上の長さを有しないが、スラリー中に珪酸イ
オンをSiO 2 として重量基準10ppm 以上存在させると、そ
の量の増大と共に成長した無定形アルミナの粒子の長さ
が増大すること、そしてこの成長した粒子の内最も太い
タイプの粒子の太さは、スラリー中粒子成長の際の珪酸
イオン量によって変わることなくほぼ一定していること
が見出された。けれども、粒子成長の際スラリー中に珪
酸イオンがSiO 2 として重量基準 100ppm 以上存在して
も、成長した粒子の長さは殆ど変わらず、生成ゾル中の
不純物量が増すので好ましくない。
【００１５】更に、スラリー中で生成コロイダルアルミ
ナが粒子成長する際に、当該スラリー中に硫酸イオンが
存在しないと、成長した無定形アルミナの粒子は40〜10
0 ミリミクロンの範囲内でほぼ一定した揃った太さを有
するが、スラリー中に 5ppm以上の硫酸イオンを存在さ
せると、成長した無定形アルミナの粒子は太さ20ミリミ
クロン程度の最も細いタイプの繊維状粒子から太さ100
ミリミクロンの最も太いタイプの繊維状粒子にまで太さ
が分布し、そしてこの存在せしめる硫酸イオンの量が多
い程細いタイプの粒子の生成割合が増大することが見出
された。けれども、この粒子成長の際、スラリー中の硫
酸イオンが20ppm 以上もの多量存在しても、上記細いタ
イプの粒子の生成割合は変わらず、生成ゾル中の不純物
量が増すので好ましくない。
ナが粒子成長する際に、当該スラリー中に硫酸イオンが
存在しないと、成長した無定形アルミナの粒子は40〜10
0 ミリミクロンの範囲内でほぼ一定した揃った太さを有
するが、スラリー中に 5ppm以上の硫酸イオンを存在さ
せると、成長した無定形アルミナの粒子は太さ20ミリミ
クロン程度の最も細いタイプの繊維状粒子から太さ100
ミリミクロンの最も太いタイプの繊維状粒子にまで太さ
が分布し、そしてこの存在せしめる硫酸イオンの量が多
い程細いタイプの粒子の生成割合が増大することが見出
された。けれども、この粒子成長の際、スラリー中の硫
酸イオンが20ppm 以上もの多量存在しても、上記細いタ
イプの粒子の生成割合は変わらず、生成ゾル中の不純物
量が増すので好ましくない。
【００１６】本発明のゾルのアルミナ粒子の生成につい
ては、下記のように考えられる。すなわち、ゾルの製造
過程で金属アルミニウムが溶解した後先ず 3ミリミクロ
ン程度の大きさの微細アルミナ粒子が生成し、この微細
粒子は太さと長さが増大するように成長する。そしてこ
の際、スラリー中に硫酸イオンは共存しないで珪酸イオ
ンが存在すると粒子の太さの増加率よりも長さの増加率
の方が著しく大きくなり、太さ10〜20ミリミクロン程度
の微細繊維状アルミナが生成すると共に、この微細繊維
状アルミナ粒子が束状に結合し合い、その結果40〜100
ミリミクロンの太さとこの太さの 5〜10倍であって 200
〜500 ミリミクロンの長さを有するコロイダルアルミナ
粒子が生成するが、その際硫酸イオンが 5ppm 以上共存
すると、この硫酸イオンはこの微細繊維状アルミナ粒子
の束状の結合を妨げるように作用し、その結果、太さに
分布を有するコロイダルアルミナ粒子のゾルが生成する
ものと考えられる。
ては、下記のように考えられる。すなわち、ゾルの製造
過程で金属アルミニウムが溶解した後先ず 3ミリミクロ
ン程度の大きさの微細アルミナ粒子が生成し、この微細
粒子は太さと長さが増大するように成長する。そしてこ
の際、スラリー中に硫酸イオンは共存しないで珪酸イオ
ンが存在すると粒子の太さの増加率よりも長さの増加率
の方が著しく大きくなり、太さ10〜20ミリミクロン程度
の微細繊維状アルミナが生成すると共に、この微細繊維
状アルミナ粒子が束状に結合し合い、その結果40〜100
ミリミクロンの太さとこの太さの 5〜10倍であって 200
〜500 ミリミクロンの長さを有するコロイダルアルミナ
粒子が生成するが、その際硫酸イオンが 5ppm 以上共存
すると、この硫酸イオンはこの微細繊維状アルミナ粒子
の束状の結合を妨げるように作用し、その結果、太さに
分布を有するコロイダルアルミナ粒子のゾルが生成する
ものと考えられる。
【００１７】用いられる金属アルミニウムの純度が低す
ぎると、金属アルミニウムの反応の進行につれて、スラ
リー中に不純物が懸濁物となって浮遊したり、不純イオ
ンが生成ゾル中に混入したりするので好ましくないが、
純度99.6重量% 以上の金属アルミニウムを使用すれば満
足すべきゾルを効率よく製造することができる。スラリ
ー中の金属アルミニウム量が 7重量% 以上であっても、
供給する酸の量を制限することによって本発明のゾルを
製造することはできるが、余剰の金属アルミニウム量が
多くなり過ぎて好ましくない。供給する酸の量とスラリ
ー中の金属アルミニウム量とを好ましい割合で使用する
と不要の金属アルミニウムの使用を避けることができ
る。しかし、スラリー中の金属アルミニウム量が 7重量
% 以上にも高いと、生成アルミナの濃度が高くなり過ぎ
て、生成ゾルは不安定となり易く、反対に1 重量% 以下
では生成アルミナの濃度が低くなり過ぎて効率的でな
い。
ぎると、金属アルミニウムの反応の進行につれて、スラ
リー中に不純物が懸濁物となって浮遊したり、不純イオ
ンが生成ゾル中に混入したりするので好ましくないが、
純度99.6重量% 以上の金属アルミニウムを使用すれば満
足すべきゾルを効率よく製造することができる。スラリ
ー中の金属アルミニウム量が 7重量% 以上であっても、
供給する酸の量を制限することによって本発明のゾルを
製造することはできるが、余剰の金属アルミニウム量が
多くなり過ぎて好ましくない。供給する酸の量とスラリ
ー中の金属アルミニウム量とを好ましい割合で使用する
と不要の金属アルミニウムの使用を避けることができ
る。しかし、スラリー中の金属アルミニウム量が 7重量
% 以上にも高いと、生成アルミナの濃度が高くなり過ぎ
て、生成ゾルは不安定となり易く、反対に1 重量% 以下
では生成アルミナの濃度が低くなり過ぎて効率的でな
い。
【００１８】また、スラリー中に供給される酸の量が金
属アルミニウム１モルに対し 0.1グラム当量以下の比率
では、金属アルミニウムの溶解が著しく遅くなり、反対
に 0.5グラム当量以上にも多い比率では、200 ミリミク
ロン以上の長さを有する粒子が生成し難い。そして、酸
の供給速度が、スラリーの水1000グラム当たり、1 分間
に 0.001グラム当量以下という速さでは、ゾルの生産効
率が低下して好ましくなく、反対にこの速さが 1分間に
0.03グラム当量以上にも速いと、200 ミリミクロン以上
の長さを有するコロイダルアルミナ粒子が生成し難い。
属アルミニウム１モルに対し 0.1グラム当量以下の比率
では、金属アルミニウムの溶解が著しく遅くなり、反対
に 0.5グラム当量以上にも多い比率では、200 ミリミク
ロン以上の長さを有する粒子が生成し難い。そして、酸
の供給速度が、スラリーの水1000グラム当たり、1 分間
に 0.001グラム当量以下という速さでは、ゾルの生産効
率が低下して好ましくなく、反対にこの速さが 1分間に
0.03グラム当量以上にも速いと、200 ミリミクロン以上
の長さを有するコロイダルアルミナ粒子が生成し難い。
【００１９】スラリーの温度としては、金属アルミニウ
ムの溶解とアルミナ粒子の成長を速めるために、80℃〜
スラリーの常圧下沸点の範囲の温度が必要である。
ムの溶解とアルミナ粒子の成長を速めるために、80℃〜
スラリーの常圧下沸点の範囲の温度が必要である。
【００２０】
【実施例】実施例１ ガラス製反応機中に、脱イオン水 700g と、この水の量
に対してSiO2として30ppm 量のメタ珪酸ナトリウムと、
硫酸イオンとして20ppm 量の硫酸ナトリウムと、平均粒
径 60 ミクロンの金属アルミニウム粉末15.4g を加えて
攪拌下加熱し、スラリー温度を98℃まで昇温させた。
に対してSiO2として30ppm 量のメタ珪酸ナトリウムと、
硫酸イオンとして20ppm 量の硫酸ナトリウムと、平均粒
径 60 ミクロンの金属アルミニウム粉末15.4g を加えて
攪拌下加熱し、スラリー温度を98℃まで昇温させた。
【００２１】次いで、このスラリーに98℃で攪拌下13重
量%の塩酸21g を 5分を要して添加し、引続き同温度で2
0分間加熱を続けた後、98℃で攪拌下13重量% の塩酸40g
を90分を要して添加し、引続き同温度で攪拌下12時間
加熱した。得られた液を濾過することにより、Al2O3 濃
度 3.5重量% の水性アルミナゾル600gを得た。次いで、
このゾルを減圧下、蒸発濃縮することにより、Al2O3 濃
度10.3重量% の水性アルミナゾル 204g を得た。
量%の塩酸21g を 5分を要して添加し、引続き同温度で2
0分間加熱を続けた後、98℃で攪拌下13重量% の塩酸40g
を90分を要して添加し、引続き同温度で攪拌下12時間
加熱した。得られた液を濾過することにより、Al2O3 濃
度 3.5重量% の水性アルミナゾル600gを得た。次いで、
このゾルを減圧下、蒸発濃縮することにより、Al2O3 濃
度10.3重量% の水性アルミナゾル 204g を得た。
【００２２】このゾルは、4.02のpHと20℃で1480cpの粘
度を有し、そして電子顕微鏡写真によればそのコロイダ
ルアルミナ粒子はほぼ300 ミリミクロンの長さを有する
が、太さは最も細い20ミリミクロンから最も太い100 ミ
リミクロンまで分布していた。更に、Ｘ線回折図によれ
ば、このアルミナは無定形を示した。 比較例１ 全量61g の塩酸を 5分間で供給した他は、実施例１と同
様に操作してアルミナゾルを得たが、このゾルのコロイ
ダルアルミナ粒子の太さは40〜100 ミリミクロンであ
り、長さは太さの 2〜3 倍であって 100〜150 ミリミク
ロンであった。
度を有し、そして電子顕微鏡写真によればそのコロイダ
ルアルミナ粒子はほぼ300 ミリミクロンの長さを有する
が、太さは最も細い20ミリミクロンから最も太い100 ミ
リミクロンまで分布していた。更に、Ｘ線回折図によれ
ば、このアルミナは無定形を示した。 比較例１ 全量61g の塩酸を 5分間で供給した他は、実施例１と同
様に操作してアルミナゾルを得たが、このゾルのコロイ
ダルアルミナ粒子の太さは40〜100 ミリミクロンであ
り、長さは太さの 2〜3 倍であって 100〜150 ミリミク
ロンであった。
【００２３】実施例２ この実施例では、実施例１と同様に行われたが、珪酸イ
オンの添加量が種々に変えられた。生成ゾルについてそ
のコロイダルアルミナの粒子を電子顕微鏡写真で観察し
たところ、太さは実施例１で得られたものと殆ど変わら
なかったが、長さの変化が認められた。第１表に、珪酸
イオンの添加量と共に生成アルミナ粒子の長さが記載さ
れている。
オンの添加量が種々に変えられた。生成ゾルについてそ
のコロイダルアルミナの粒子を電子顕微鏡写真で観察し
たところ、太さは実施例１で得られたものと殆ど変わら
なかったが、長さの変化が認められた。第１表に、珪酸
イオンの添加量と共に生成アルミナ粒子の長さが記載さ
れている。
【００２４】 第 １ 表 実験 SiO 2 粒子の長さ ( No.) ( ppm ) ( nm ) 1 0 100 〜150 2 10 200 〜400 3 50 250 〜500 4 100 300 〜500 5 200 300 〜500 但し、第１表において、珪酸イオンはSiO 2 として重量基
準で表す。そして、粒子の長さ単位であるnmはミリミク
ロンを表す。 実験No.1は、スラリー中に珪酸イオンが存
在しなかったために、粒子の長さが100 〜150 ミリミク
ロンであって、太さの 2〜3 倍程度であることを示して
いる。実験No.5は、スラリー中に多量に珪酸イオンを含
有させても粒子の長さが殆ど変わらないことを示してい
る。
準で表す。そして、粒子の長さ単位であるnmはミリミク
ロンを表す。 実験No.1は、スラリー中に珪酸イオンが存
在しなかったために、粒子の長さが100 〜150 ミリミク
ロンであって、太さの 2〜3 倍程度であることを示して
いる。実験No.5は、スラリー中に多量に珪酸イオンを含
有させても粒子の長さが殆ど変わらないことを示してい
る。
【００２５】実施例３ この実施例も、実施例１と同様に行われたが、硫酸イオ
ンの添加量が 0ppm、5ppm、10ppm 、20ppm 及び 50ppm
と種々に変えられた。そして得られた各ゾルについて、
そのコロイド粒子の電子顕微鏡写真を観察したところ、
硫酸イオンの添加量 0 ppm即ち硫酸イオンを添加しなか
った場合には、粒子の長さはほぼ 300ミリミクロンであ
って、太さはほぼ50ミリミクロンに揃っていたが、硫酸
イオンの添加量が 5ppm 以上20ppm まで増加するにつれ
て、20ミリミクロンの太さと300ミリミクロンの長さを
有する最も細いタイプの粒子の生成割合が増加して行く
ことが認められた。硫酸イオンの添加量50ppm と20ppm
とでは、上記最も細いタイプの粒子の生成割合に殆ど差
異が認められなかった。
ンの添加量が 0ppm、5ppm、10ppm 、20ppm 及び 50ppm
と種々に変えられた。そして得られた各ゾルについて、
そのコロイド粒子の電子顕微鏡写真を観察したところ、
硫酸イオンの添加量 0 ppm即ち硫酸イオンを添加しなか
った場合には、粒子の長さはほぼ 300ミリミクロンであ
って、太さはほぼ50ミリミクロンに揃っていたが、硫酸
イオンの添加量が 5ppm 以上20ppm まで増加するにつれ
て、20ミリミクロンの太さと300ミリミクロンの長さを
有する最も細いタイプの粒子の生成割合が増加して行く
ことが認められた。硫酸イオンの添加量50ppm と20ppm
とでは、上記最も細いタイプの粒子の生成割合に殆ど差
異が認められなかった。
【００２６】実施例４ ガラス製反応機中に、脱イオン水 700g と、この水の量
に対してSiO2として30ppm 量のメタ珪酸ナトリウムと、
硫酸イオンとして20ppm 量の硫酸ナトリウムと、平均粒
径60ミクロンの金属アルミニウム粉末38.4g を加えて攪
拌下加熱し、スラリー温度を98℃まで昇温させた。
に対してSiO2として30ppm 量のメタ珪酸ナトリウムと、
硫酸イオンとして20ppm 量の硫酸ナトリウムと、平均粒
径60ミクロンの金属アルミニウム粉末38.4g を加えて攪
拌下加熱し、スラリー温度を98℃まで昇温させた。
【００２７】次いで、このスラリーに98℃で攪拌下13重
量%の塩酸12g を 5分を要して添加し、引続き同温度で2
0分間加熱を続けた後、98℃で攪拌下13重量% の塩酸160
gを90分を要して添加し、引続き同温度で攪拌下17時間
加熱した。得られた液を濾過することにより、Al2O3 濃
度10.1重量% の水性アルミナゾル670gを得た。
量%の塩酸12g を 5分を要して添加し、引続き同温度で2
0分間加熱を続けた後、98℃で攪拌下13重量% の塩酸160
gを90分を要して添加し、引続き同温度で攪拌下17時間
加熱した。得られた液を濾過することにより、Al2O3 濃
度10.1重量% の水性アルミナゾル670gを得た。
【００２８】このゾルは、3.96のpHと20℃で1950cpの粘
度を有し、そして電子顕微鏡写真によればそのコロイダ
ルアルミナ粒子はほぼ300 ミリミクロンの長さを有する
が、太さは最も細い20ミリミクロンから最も太い 100ミ
リミクロンまで分布していた。更に、Ｘ線回折図によれ
ば、このアルミナは無定形を示した。
度を有し、そして電子顕微鏡写真によればそのコロイダ
ルアルミナ粒子はほぼ300 ミリミクロンの長さを有する
が、太さは最も細い20ミリミクロンから最も太い 100ミ
リミクロンまで分布していた。更に、Ｘ線回折図によれ
ば、このアルミナは無定形を示した。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、金属アルミニウムを酸
の水溶液に溶解させてアルミナゾルを得るという従来の
方法において、生成アルミナの粒子成長を金属アルミニ
ウム分散水性スラリー中微量の珪酸イオンと微量の硫酸
イオンの存在下に起こさせるのみで、太さが20〜100 ミ
リミクロンの範囲に分布し、そして長さは最も太い粒子
の太さの 5〜10倍程度の200 〜500 ミリミクロンの範囲
にほぼ揃っている無定形アルミナ粒子の安定な水性ゾル
を効率よく製造することができる。
の水溶液に溶解させてアルミナゾルを得るという従来の
方法において、生成アルミナの粒子成長を金属アルミニ
ウム分散水性スラリー中微量の珪酸イオンと微量の硫酸
イオンの存在下に起こさせるのみで、太さが20〜100 ミ
リミクロンの範囲に分布し、そして長さは最も太い粒子
の太さの 5〜10倍程度の200 〜500 ミリミクロンの範囲
にほぼ揃っている無定形アルミナ粒子の安定な水性ゾル
を効率よく製造することができる。
【００３０】このゾルは、濃度約12重量% 以下で安定で
あり、従来のアルミナゾルの各種用途に用いられ、そし
てこの制御された粒子形とその分布によって、特異なチ
クソトロピー性を示し、種々の用途において改良された
性能を発揮する。
あり、従来のアルミナゾルの各種用途に用いられ、そし
てこの制御された粒子形とその分布によって、特異なチ
クソトロピー性を示し、種々の用途において改良された
性能を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−78925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−166220（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−11099（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−3658（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3031417（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01F 7/02 B01J 13/00 C01F 7/42
Claims (2)
- 【請求項１】 長さが 200〜500 ミリミクロンの範囲で
揃っていて、太さは20〜100 ミリミクロンの範囲に分布
している無定形アルミナ粒子の安定な水性ゾル。 - 【請求項２】 80 ℃〜常圧下の沸点温度の範囲に保た
れた 1〜7 重量% の金属アルミニウム含有水性スラリー
に、当該金属アルミニウム 1モルに対して0.1 〜0.5 グ
ラム当量となる量の酸を、1 分間当たり、当該スラリー
の水1000グラムに対し 0.001〜0.03グラム当量となる速
さで供給すると共に、当該スラリー中に生成したコロイ
ダルアルミナ粒子を、当該スラリー中にその水に対しSi
O 2 として重量基準10ppm 以上の量の珪酸イオンと 5ppm
以上の量の硫酸イオンとを存在させた後当該スラリー中
で成長させることを特徴とする、請求項１に記載の無定
形アルミナ粒子の安定な水性ゾルの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03184716A JP3119271B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | アルミナゾル及びその製造方法 |
| US07/915,612 US5407600A (en) | 1991-07-23 | 1992-07-21 | Stable aqueous alumina sol and method for preparing the same |
| DE69207298T DE69207298T2 (de) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | Stabiles, wässriges Aluminiumoxydsol und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP92112570A EP0525631B1 (en) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | A stable aqueous alumina sol and method for preparing the same |
| US08/322,538 US5547607A (en) | 1991-07-23 | 1994-10-13 | Stable aqueous alumina sol and method for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03184716A JP3119271B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | アルミナゾル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524824A JPH0524824A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3119271B2 true JP3119271B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=16158118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03184716A Expired - Lifetime JP3119271B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-24 | アルミナゾル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119271B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032817A1 (fr) | 1996-03-05 | 1997-09-12 | Goro Sato | Sol d'alumine, son procede de preparation, procede de preparation d'un moulage d'alumine l'utilisant, et catalyseur a base d'alumine ainsi prepare |
| US5989515A (en) * | 1996-07-24 | 1999-11-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Process for producing an acidic aqueous alumina sol |
| JP2001187773A (ja) | 2000-01-06 | 2001-07-10 | Mitsubishi Chemicals Corp | アクリロニトリル組成物 |
| JP4540785B2 (ja) * | 2000-01-11 | 2010-09-08 | 日揮触媒化成株式会社 | 排ガス浄化用触媒成型体 |
| JP4936720B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-05-23 | 日揮触媒化成株式会社 | 異方形状アルミナ水和物ゾルおよびその製造方法 |
| WO2008072637A1 (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Fuso Chemical Co. Ltd. | コロイダルシリカの製造方法 |
| JP5874186B2 (ja) | 2011-03-30 | 2016-03-02 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録方法 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP03184716A patent/JP3119271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0524824A (ja) | 1993-02-02 |
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