JP5670497B2 - Aluminum hydroxide powder and method for producing the same - Google Patents

Aluminum hydroxide powder and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP5670497B2
JP5670497B2 JP2013042192A JP2013042192A JP5670497B2 JP 5670497 B2 JP5670497 B2 JP 5670497B2 JP 2013042192 A JP2013042192 A JP 2013042192A JP 2013042192 A JP2013042192 A JP 2013042192A JP 5670497 B2 JP5670497 B2 JP 5670497B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum hydroxide
hydroxide powder
water
aluminum
hydrolysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013042192A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013212976A (en
Inventor
あゆみ 表上
あゆみ 表上
奥迫 顕仙
顕仙 奥迫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2013042192A priority Critical patent/JP5670497B2/en
Publication of JP2013212976A publication Critical patent/JP2013212976A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5670497B2 publication Critical patent/JP5670497B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

本発明は、高純度アルミナ成形体の原料に適した水酸化アルミニウム粉末及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an aluminum hydroxide powder suitable as a raw material for a high-purity alumina molded body and a method for producing the same.

従来、高強度セラミックス工具、時計窓やLED基板用サファイア等の単結晶材料として使用する高純度アルミナ成形体は、通常、純度99.99%以上の高純度アルミナ粉末原料を成形し、高温に加熱して焼結することによって製造されている。   Conventionally, high-purity alumina compacts used as single crystal materials such as high-strength ceramic tools, clock windows and sapphire for LED substrates are usually formed from high-purity alumina powder raw material with a purity of 99.99% or higher and heated to high temperatures. And is manufactured by sintering.

高純度アルミナ原料粉末の工業的な製造方法としては、アルミニウムアルコキサイドの加水分解法(例えば特許文献1)や、アンモニウム明ばんの熱分解法(例えば非特許文献1)、アンモニウムアルミニウム炭酸塩の熱分解法(例えば非特許文献2)、アルミニウムの水中火花放電法(例えば非特許文献3)、気相酸化法(例えば非特許文献4)等が知られている。   Industrial production methods of high-purity alumina raw material powder include aluminum alkoxide hydrolysis (for example, Patent Document 1), ammonium alum pyrolysis (for example, Non-Patent Document 1), ammonium aluminum carbonate Thermal decomposition methods (for example, Non-Patent Document 2), aluminum underwater spark discharge methods (for example, Non-Patent Document 3), and gas phase oxidation methods (for example, Non-Patent Document 4) are known.

アルミナ成形時において、アルミナ原料粉末と水のみを用いて成形した場合、成形性、焼結性が不足するため、通常、アルミナ原料粉末にバインダーを配合して成形することが行われている。しかしながら、アルミナ原料粉末にバインダーを添加すると、得られるアルミナ焼結体の純度が低下するという問題がある。
そのため、バインダーを全く使用せずに焼結成形体を製造することができるアルミナ粉末あるいはアルミナ前駆体粉末が求められている。
At the time of forming the alumina, when forming using only the alumina raw material powder and water, the formability and sinterability are insufficient, and therefore, the alumina raw material powder is usually formed by blending a binder. However, when a binder is added to the alumina raw material powder, there is a problem that the purity of the obtained alumina sintered body is lowered.
Therefore, an alumina powder or an alumina precursor powder that can produce a sintered compact without using any binder is required.

特許文献2には、アルミナ前駆体粉末としてバイヤー法で得た水酸化アルミニウムを原料として高純度アルミナ焼結造粒体を得る方法が開示されている。この方法ではまず、水酸化アルミニウムを1250℃以上で焼成して得られた焼成アルミナを粉砕し、水を加えて造粒し、さらに焼成することでアルミナ焼成造粒体を製造する。
しかしながら、この方法では、水酸化アルミニウムを焼成して一旦焼成アルミナを得た後に粉砕する必要があるため工程が多くなり、さらに粉砕後の焼成アルミナの粒子の粒径を特定に範囲にする必要があるなど、工業的に適した製造方法であるとはいえなかった。
Patent Document 2 discloses a method for obtaining a high-purity alumina sintered granule using, as a raw material, aluminum hydroxide obtained by the Bayer method as an alumina precursor powder. In this method, first, a calcined alumina obtained by calcining aluminum hydroxide at 1250 ° C. or higher is pulverized, granulated by adding water, and further calcined to produce an alumina calcined granule.
However, in this method, since it is necessary to pulverize after calcining aluminum hydroxide to obtain calcined alumina once, the number of steps is increased, and the particle diameter of the calcined alumina particles after pulverization needs to be in a specific range. For example, it was not an industrially suitable production method.

一方、水酸化アルミニウムから直接アルミナ成形体を得る場合、水酸化アルミニウム粉末を所定の形状に成形または造粒して成形物を得た後に焼成する方が有利であるが、従来の製法で得た水酸化アルミニウム粉末では、上述のように水のみでは成形または造粒することが困難であり、所定の形状の水酸化アルミニウム成形物を得るためにはバインダーが必須であった。そのためこの方法では、バインダーに起因する不純物が混入し、該水酸化アルミニウム成形物を焼成して得られるアルミナの純度が低下するという問題があった。   On the other hand, when obtaining an alumina compact directly from aluminum hydroxide, it is advantageous to form or granulate the aluminum hydroxide powder into a predetermined shape to obtain a molded product, followed by firing, but it was obtained by a conventional manufacturing method. With aluminum hydroxide powder, it is difficult to form or granulate with water alone as described above, and a binder is essential to obtain an aluminum hydroxide molded product having a predetermined shape. Therefore, in this method, there is a problem that impurities due to the binder are mixed and the purity of alumina obtained by firing the aluminum hydroxide molded product is lowered.

特開平8−301616号公報JP-A-8-301616 特開昭54−16397号公報JP 54-16397 A

風間聰一、セラミックス、17(9)、764(1982)Kazama Junichi, Ceramics, 17 (9), 764 (1982) 加藤修三、ファインセラミックス、4、100(1983).Shuzo Kato, Fine Ceramics, 4, 100 (1983). 石橋渡、荒木徹也、岸本勝利、久野春夫、セラミックス、6(6)、461(1971)Wataru Ishibashi, Tetsuya Araki, Victory Kishimoto, Haruo Kuno, Ceramics, 6 (6), 461 (1971) 加藤昭夫、川添早苗、持田勲、材料、21、540(1972).Akio Kato, Sanae Kawazoe, Isao Mochida, Materials, 21, 540 (1972).

かかる状況下、本発明は、バインダーを使用することなく、水のみの添加で容易に成形または造粒することができる水酸化アルミニウム粉末を提供することである。ここでいう水酸化アルミニウムとは、ギブサイトやバイヤライトなどのアルミナ三水和物のほかに、ベーマイトや擬ベーマイトなどのアルミナ一水和物も含む。   Under such circumstances, the present invention is to provide an aluminum hydroxide powder that can be easily formed or granulated by adding only water without using a binder. The aluminum hydroxide here includes alumina monohydrate such as boehmite and pseudoboehmite in addition to alumina trihydrate such as gibbsite and bayerite.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の物性を有する水酸化アルミニウム粉末が、バインダーを使用することなく、水のみの添加でも保形性に優れることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that aluminum hydroxide powder having specific physical properties is excellent in shape retention even when only water is added, without using a binder, The present invention has been reached.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> 水銀圧入法により測定された、細孔半径Rが0.01μm以上1μm以下の範囲における累積細孔容積Vが、1.0mL/g以上である水酸化アルミニウム粉末。
<2> 水銀圧入法により測定された、細孔半径Rと対数微分細孔容積(dV/dlogR)で表したときの細孔分布曲線において、
Rが0.01μm以上1μm以下の全ての範囲において、dV/dlogRが0.6mL/gを超える前記<1>記載の水酸化アルミニウム粉末。
<3> 軽装かさ密度が0.10g/mL以上0.25g/mL以下、重装かさ密度が0.15g/mL以上0.30g/mL以下である前記<1>または<2>に記載の水酸化アルミニウム粉末。
<4> Si、Na、Ca、Fe、CuおよびMgの含有量が、アルミナ中の不純物に換算したときにそれぞれ10重量ppm以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載の水酸化アルミニウム粉末。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の水酸化アルミニウム粉末を製造する方法であって、
アルミニウムアルコキサイドを含む溶液に、水濃度が5重量%以上30重量%以下であるアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.5以上2.0以下の範囲となるように添加して加水分解する第1の加水分解工程と、
第1の加水分解後の混合液からアルコールを分離回収した後に、水またはアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.0以上6.3未満の範囲であり、加水分解後のスラリー中の水濃度が10重量%未満となるように添加して、加水分解する第2の加水分解工程と、
第2の加水分解後の混合液から水とアルコールを除去して、水酸化アルミニウム粉末を回収する工程と、
を含む水酸化アルミニウム粉末の製造方法。
<6> アルミニウムアルコキサイドが、アルミニウムイソプロポキサイドである前記<5>記載の水酸化アルミニウム粉末の製造方法。
<7> アルコールが、イソプロピルアルコールである前記<5>または<6>に記載の水酸化アルミニウム粉末の製造方法。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> Aluminum hydroxide powder having a cumulative pore volume V measured by a mercury intrusion method in a range where the pore radius R is 0.01 μm or more and 1 μm or less is 1.0 mL / g or more.
<2> In a pore distribution curve measured by a mercury intrusion method and represented by a pore radius R and a logarithmic differential pore volume (dV / dlogR),
The aluminum hydroxide powder according to <1>, wherein dV / dlogR exceeds 0.6 mL / g in all ranges where R is 0.01 μm or more and 1 μm or less.
<3> The light bulk density is 0.10 g / mL or more and 0.25 g / mL or less, and the heavy bulk density is 0.15 g / mL or more and 0.30 g / mL or less, according to <1> or <2> above. Aluminum hydroxide powder.
<4> The water according to any one of <1> to <3>, wherein the contents of Si, Na, Ca, Fe, Cu, and Mg are each 10 ppm by weight or less when converted to impurities in alumina. Aluminum oxide powder.
<5> A method for producing the aluminum hydroxide powder according to any one of <1> to <4>,
Add an aqueous alcohol solution with a water concentration of 5 wt% to 30 wt% to a solution containing aluminum alkoxide so that the water / aluminum alkoxide molar ratio is in the range of 1.5 to 2.0. A first hydrolysis step for hydrolysis,
After the alcohol is separated and recovered from the first hydrolyzed mixed solution, the water or the aqueous alcohol solution has a water / aluminum alkoxide molar ratio in the range of 1.0 or more and less than 6.3 , and the slurry after hydrolysis. A second hydrolysis step of adding and hydrolyzing so that the water concentration in the mixture is less than 10% by weight;
Removing water and alcohol from the mixture after the second hydrolysis to recover aluminum hydroxide powder;
The manufacturing method of the aluminum hydroxide powder containing this.
<6> The method for producing an aluminum hydroxide powder according to <5>, wherein the aluminum alkoxide is aluminum isopropoxide.
<7> The method for producing an aluminum hydroxide powder according to <5> or <6>, wherein the alcohol is isopropyl alcohol.

本発明によれば、バインダーを添加することなく、水のみで成形や造粒をすることが可能な水酸化アルミニウム粉末を提供することができる。該水酸化アルミニウム粉末を成形または造粒した後に焼成して得られるアルミナ成形体は純度に優れる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aluminum hydroxide powder which can be shape | molded and granulated only with water can be provided, without adding a binder. The alumina molded body obtained by firing or molding the aluminum hydroxide powder is excellent in purity.

実験例1の水酸化アルミニウム粉末のX線回折図形である。2 is an X-ray diffraction pattern of aluminum hydroxide powder of Experimental Example 1. FIG. 実験例1〜5の水酸化アルミニウム粉末の細孔分布曲線である。It is a pore distribution curve of the aluminum hydroxide powder of Experimental Examples 1-5.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の水酸化アルミニウム粉末は、水銀圧入法により測定された、細孔半径Rが0.01μm以上1μm以下の範囲における累積細孔容積Vが、1.0mL/g以上、好ましくは1.5mL/g以上である。また、累積細孔容積Vは、10mL/g以下、好ましくは3.5mL/g以下である。   The aluminum hydroxide powder of the present invention has a cumulative pore volume V of 1.0 mL / g or more, preferably 1.5 mL, measured in a mercury intrusion method and having a pore radius R in the range of 0.01 μm to 1 μm. / G or more. The cumulative pore volume V is 10 mL / g or less, preferably 3.5 mL / g or less.

このように本発明の水酸化アルミニウム粉末は、水銀圧入法による測定において、細孔半径Rが上記範囲における累積細孔容積Vが、上記条件を満たすことに特徴があり、バインダーの添加がなくとも、水のみの添加でも保形性が良好であり、成形や造粒が容易である。そのため、該水酸化アルミニウム粉末の成形体、造粒体を焼成して得られるアルミナ成形体は、バインダー由来の不純物の混入を回避することができるため、高純度の維持が可能となる。   As described above, the aluminum hydroxide powder of the present invention is characterized in that the cumulative pore volume V in the range of the pore radius R in the above range satisfies the above condition in the measurement by the mercury intrusion method. Even when only water is added, the shape retention is good and molding and granulation are easy. Therefore, the alumina molded body obtained by firing the molded body and granulated body of the aluminum hydroxide powder can avoid mixing of impurities derived from the binder, so that high purity can be maintained.

水銀圧入法は、粉体試料の細孔に水銀を浸入させるために圧力を加え、水銀に加えた圧力と水銀圧入量との関係を表す水銀圧入曲線を得て、該水銀圧入曲線に基づいて、細孔分布曲線、細孔容積、比表面積などを求める方法である。なお、水銀圧入法による測定は、水銀ポロシメータにより行うことができる。   In the mercury intrusion method, a pressure is applied to allow mercury to enter the pores of the powder sample, a mercury intrusion curve representing the relationship between the pressure applied to the mercury and the amount of mercury intrusion is obtained, and based on the mercury intrusion curve. , Pore distribution curve, pore volume, specific surface area and the like. In addition, the measurement by a mercury intrusion method can be performed with a mercury porosimeter.

このような特殊な細孔構造を有する本発明の水酸化アルミニウム粉末が、水のみの添加で高い保形性を有する理由は現段階で完全に明らかではないが、大小さまざまな細孔に水が取り込まれることにより、保形性が良好となっているものと推測される。   The reason why the aluminum hydroxide powder of the present invention having such a special pore structure has high shape retention by adding only water is not completely clear at this stage, but water is present in pores of various sizes. By being taken in, it is estimated that the shape retention is good.

また、本発明の水酸化アルミニウム粉末は、水銀圧入法により測定された、細孔半径Rと対数微分細孔容積(dV/dlogR)で表したときの細孔分布曲線において、Rが0.01μm以上1μm以下の全ての範囲において、dV/dlogRが0.6mL/gを超えることが好ましい。また、Rが0.01μm以上1μm以下の全ての範囲において、dV/dlogRが、2.0mL/gを下回ることが好ましい。   Moreover, the aluminum hydroxide powder of the present invention has a pore distribution curve measured by mercury porosimetry and expressed as a pore radius R and a logarithmic differential pore volume (dV / dlogR), and R is 0.01 μm. In the entire range of 1 μm or less, dV / dlogR is preferably more than 0.6 mL / g. Moreover, it is preferable that dV / dlogR is less than 2.0 mL / g in all the ranges where R is 0.01 μm or more and 1 μm or less.

ここで、本発明における水銀圧入法により測定した細孔分布曲線は、対数微分細孔容積分布曲線とも呼ばれ、試料の細孔半径の大きさと、各細孔半径における細孔の容積の合計との関係を表すものであり、具体的には水銀圧入法による細孔分布の測定で得られた各圧力Pにおける水銀圧入量を、下記に示すWashburnの式に基づき算出した各圧力Pにおける細孔半径(R[μm])を横軸に、各圧力Pにおける水銀圧入量(dV/dlogR[mL/g])を縦軸にとってプロットすることにより得られるものである。
Washburn の式; 細孔半径R(m)=−2γcosθ/P
P:圧力(Pa)
γ:水銀の表面張力(482×10-3N/m)
θ:水銀の接触角(140deg)
Here, the pore distribution curve measured by the mercury intrusion method in the present invention is also called a logarithmic differential pore volume distribution curve, and the size of the pore radius of the sample and the total pore volume at each pore radius More specifically, the amount of mercury intrusion at each pressure P obtained by measuring the pore distribution by the mercury intrusion method is calculated based on the Washburn equation shown below. This is obtained by plotting the radius (R [μm]) on the horizontal axis and the mercury intrusion amount (dV / dlogR [mL / g]) at each pressure P on the vertical axis.
Washburn formula; pore radius R (m) = − 2γ cos θ / P
P: Pressure (Pa)
γ: surface tension of mercury (482 × 10 −3 N / m)
θ: Contact angle of mercury (140 deg)

さらに本発明の水酸化アルミニウム粉末は、その軽装かさ密度が、好ましくは0.10〜0.25g/mL、より好ましくは0.14〜0.18g/mLである。
また、重装かさ密度は、好ましくは0.15〜0.30g/mL、より好ましくは0.17〜0.22g/mLである。
Furthermore, the aluminum hydroxide powder of the present invention preferably has a light bulk density of 0.10 to 0.25 g / mL, more preferably 0.14 to 0.18 g / mL.
Further, the heavy bulk density is preferably 0.15 to 0.30 g / mL, and more preferably 0.17 to 0.22 g / mL.

ここで、「軽装かさ密度」とは、振動を防ぎ、静置した容積既知の容器(シリンダー)中に、試料(水酸化アルミニウム粉末)を自由に落下させて集めた試料の質量を求め、この質量を等量の水の体積で除することで算出した密度であり、JIS R 9301−2−3に記載の方法で求めることができる。また、「重装かさ密度」とは、軽装かさ密度を測定した後、試料の入ったシリンダーを所定の高さから100回落下させて試料を圧縮し、圧縮後の試料の容積から算出した密度である。   Here, "light bulk density" refers to the mass of a sample collected by allowing a sample (aluminum hydroxide powder) to fall freely into a container (cylinder) with a known volume that prevents vibration and collects. The density is calculated by dividing the mass by the equivalent volume of water, and can be determined by the method described in JIS R 9301-2-3. The “heavy bulk density” is a density calculated from the volume of the compressed sample after measuring the light bulk density, dropping the cylinder containing the sample 100 times from a predetermined height, and compressing the sample. It is.

また、本発明の水酸化アルミニウム粉末は、アルミナ中の不純物に換算したときにSi、Na、Ca、Fe、CuおよびMgの含有量が、それぞれ10重量ppm以下であることが好ましく、それぞれ5重量ppm以下であることがより好ましい。なお、これらの元素の含有量は、固体発光分析法を用いて測定することができる。
このような水酸化アルミニウム粉末を原料として用いると、バインダー由来の不純物のみならず、水酸化アルミニウム粉末由来の不純物量も少なくなり、より純度の高いアルミナ成形体を得ることができる。
Further, in the aluminum hydroxide powder of the present invention, the content of Si, Na, Ca, Fe, Cu and Mg when converted to impurities in alumina is preferably 10 ppm by weight or less, and 5 wt. More preferably, it is ppm or less. In addition, content of these elements can be measured using a solid-state emission analysis method.
When such aluminum hydroxide powder is used as a raw material, not only the impurities derived from the binder but also the amount of impurities derived from the aluminum hydroxide powder is reduced, and an alumina molded body with higher purity can be obtained.

本発明の水酸化アルミニウム粉末は、水と混合することにより、容易に成形することができる。水と水酸化アルミニウム粉末の重量比(水/水酸化アルミニウム粉末)は、成形性に優れる範囲で決定され、通常、1.3〜2.3、好ましくは、1.4〜2.0である。   The aluminum hydroxide powder of the present invention can be easily formed by mixing with water. The weight ratio of water to aluminum hydroxide powder (water / aluminum hydroxide powder) is determined within the range excellent in moldability, and is usually 1.3 to 2.3, preferably 1.4 to 2.0. .

以上のような物性を有する本発明の水酸化アルミニウム粉末を、公知の焼成装置、例えばロータリーキルン、瞬間仮焼炉、充填式焼成炉、流動式焼成炉、トンネル炉、真空焼成炉、シャトル炉等により約700℃〜約1100℃で焼成することにより、γ、δ、θ型の遷移アルミナが得られる。
更にこの水酸化アルミニウム粉末を成形して、約1100℃〜約1400℃で焼成するとα−アルミナ成形体が得られる。このようなα−アルミナ成形体は、不純物濃度が低いため、時計窓やLED基板用サファイア等の単結晶材料などの用途に好適である。
The aluminum hydroxide powder of the present invention having the physical properties as described above is obtained by using a known baking apparatus such as a rotary kiln, instantaneous calcining furnace, filling type baking furnace, fluid type baking furnace, tunnel furnace, vacuum baking furnace, shuttle furnace, etc. By firing at about 700 ° C. to about 1100 ° C., γ, δ, θ type transition alumina is obtained.
Furthermore, when this aluminum hydroxide powder is molded and fired at about 1100 ° C. to about 1400 ° C., an α-alumina molded body is obtained. Such an α-alumina molded body has a low impurity concentration, and thus is suitable for uses such as a single crystal material such as a clock window and a sapphire for an LED substrate.

上記本発明の水酸化アルミニウム粉末の製造方法は特に限定されないが、上記物性を有する水酸化アルミニウム粉末を再現性良く製造することができることから、以下の製造方法を採用することが好適である。   Although the manufacturing method of the aluminum hydroxide powder of the present invention is not particularly limited, it is preferable to employ the following manufacturing method because the aluminum hydroxide powder having the above physical properties can be manufactured with good reproducibility.

本発明の水酸化アルミニウム粉末の製造方法は、アルミニウムアルコキサイドを含む溶液に、水濃度が5重量%以上30重量%以下であるアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.5以上2.0以下の範囲となるように添加して加水分解する第1の加水分解工程と、第1の加水分解後の混合液からアルコールを分離回収した後に、水またはアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.0以上6.3未満の範囲であり、加水分解後のスラリー中の水濃度が10重量%未満となるように添加して、加水分解する第2の加水分解工程と、
第2の加水分解後の混合液から水とアルコールを除去して、水酸化アルミニウム粉末を回収する工程と、を含む。
In the method for producing aluminum hydroxide powder of the present invention, an aqueous alcohol solution having a water concentration of 5 wt% to 30 wt% is added to a solution containing aluminum alkoxide, and the water / aluminum alkoxide molar ratio is 1.5. After the first hydrolysis step of adding and hydrolyzing so as to be in the range of 2.0 or less and separating and recovering alcohol from the mixed solution after the first hydrolysis, water or an aqueous alcohol solution is added to water / Second hydrolysis in which the aluminum alkoxide molar ratio is in the range of 1.0 or more and less than 6.3 , and is hydrolyzed by adding so that the water concentration in the slurry after hydrolysis is less than 10% by weight. Process,
Removing water and alcohol from the mixed solution after the second hydrolysis, and recovering the aluminum hydroxide powder.

本発明の製造方法において、アルミニウムアルコキサイドの加水分解を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比を一定の範囲に制御した状態で2段階で行うことに特徴があり、このような加水分解を行うことで上記物性を有する本発明の水酸化アルミニウム粉末を得ることができる。   The production method of the present invention is characterized in that the hydrolysis of aluminum alkoxide is carried out in two stages with the water / aluminum alkoxide molar ratio controlled within a certain range. Thus, the aluminum hydroxide powder of the present invention having the above physical properties can be obtained.

原料となるアルミニウムアルコキサイドとしては、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムn−プロポキサイド、アルミニウムイソプロポキサイド、アルミニウムn−ブトキサイド、アルミニウムsec−ブトキサイド、アルミニウムtert−ブトキサイド等などを用いることができる。この中でも、アルミニウムイソプロポキサイドが好適である。   As the aluminum alkoxide used as a raw material, aluminum ethoxide, aluminum n-propoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum sec-butoxide, aluminum tert-butoxide, and the like can be used. Among these, aluminum isopropoxide is preferable.

また、得られる水酸化アルミニウム粉末の物性を損なわない範囲で、上記アルミニウムアルコキサイドを化学修飾して得たアルミニウムアルコキサイド誘導体、或いは該誘導体とアルミニウムアルコキサイドとの混合物を用いてもよい。   Further, an aluminum alkoxide derivative obtained by chemically modifying the above aluminum alkoxide or a mixture of the derivative and aluminum alkoxide may be used as long as the physical properties of the obtained aluminum hydroxide powder are not impaired. .

加水分解にアルコール水溶液を使用することにより、アルミニウムアルコキサイドに対する加水分解処理を徐々に進行させて、急激な発熱反応を起こさずに緩やかな加水分解を行うことが出来る。
本発明の製造方法で使用されるアルコールとしては、炭素数が1〜8、好ましくは1〜4の一価のアルコールが挙げられる。具体的には、下記式(i)で表されるアルコールが挙げられる。この中でも、イソプロピルアルコールが特に好ましい。
1OH (i)
ここで、R1は、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、ネオブチル基、ノルマルペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ノルマルヘキシル基、イソヘキシル基、ネオヘキシル基、ノルマルヘプチル基、イソヘプチル基、ネオヘプチル基、ノルマルオクチル基、イソオクチル基及びネオオクチル基でからなる群より選ばれる1種であり、好ましくは炭素数1〜4のメチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、ネオブチル基であり、より好ましくはイソプロピル基である。
By using an aqueous alcohol solution for the hydrolysis, the hydrolysis treatment on the aluminum alkoxide can be gradually progressed, and the gradual hydrolysis can be performed without causing a rapid exothermic reaction.
As alcohol used by the manufacturing method of this invention, C1-C8, Preferably C1-C4 monohydric alcohol is mentioned. Specific examples include alcohols represented by the following formula (i). Among these, isopropyl alcohol is particularly preferable.
R 1 OH (i)
Here, R 1 is a methyl group, ethyl group, normal propyl group, isopropyl group, normal butyl group, isobutyl group, neobutyl group, normal pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, normal hexyl group, isohexyl group, neohexyl group, A normal heptyl group, an isoheptyl group, a neoheptyl group, a normal octyl group, an isooctyl group, and a neooctyl group, one selected from the group consisting of a methyl group having 1 to 4 carbon atoms, an ethyl group, a normal propyl group, and isopropyl Group, normal butyl group, isobutyl group and neobutyl group, more preferably isopropyl group.

また、加水分解反応に際し、得られる水酸化アルミニウム粉末の物性を損なわない範囲で、酸、塩基等の表面電荷調節剤、分散剤、乳化剤等の界面活性剤を添加することもできる。   In addition, in the hydrolysis reaction, surfactants such as surface charge regulators such as acids and bases, dispersants, and emulsifiers can be added as long as the physical properties of the resulting aluminum hydroxide powder are not impaired.

加水分解反応の完結度、得られる粉末における水酸化アルミニウムの結晶形等の諸物性はアルミニウムアルコキサイドと水のモル比、及び化学修飾剤を含む場合は、その種類・添加量に依存する。上述のように本発明の製造方法では、加水分解を2段階で行うことに特徴があり、第1の加水分解工程において、アルミニウムアルコキサイドと水の割合を制限してアルコール水溶液を用いて加水分解反応を部分的に留め、第2の加水分解工程にてさらに加水分解反応を進めることで、本発明の水酸化アルミニウム粉末を生成することができる。   Various physical properties such as the degree of completion of the hydrolysis reaction and the crystal form of aluminum hydroxide in the resulting powder depend on the molar ratio of aluminum alkoxide to water, and the type and amount added when a chemical modifier is included. As described above, the production method of the present invention is characterized in that the hydrolysis is performed in two stages. In the first hydrolysis step, the ratio of aluminum alkoxide and water is limited to perform hydrolysis using an alcohol aqueous solution. The aluminum hydroxide powder of the present invention can be generated by partially stopping the decomposition reaction and further promoting the hydrolysis reaction in the second hydrolysis step.

また、本発明の製造方法の特徴の一つは、第1の加水分解工程において、水ではなく、アルコール水溶液を添加することにある。
添加するアルコール水溶液中の水濃度は、5〜30重量%であり、好ましくは、5〜20重量%、より好ましくは5〜10重量%である。
アルコール水溶液中の水濃度が、5重量%未満であると加水分解が不十分になり、30重量%を超えると、アルミニウムアルコキサイドと十分に混合できる前に反応が進み、加水分解が不均一に起こるという問題がある。
One of the features of the production method of the present invention is that an aqueous alcohol solution is added instead of water in the first hydrolysis step.
The water concentration in the aqueous alcohol solution to be added is 5 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight, more preferably 5 to 10% by weight.
If the water concentration in the aqueous alcohol solution is less than 5% by weight, hydrolysis becomes insufficient, and if it exceeds 30% by weight, the reaction proceeds before it can be sufficiently mixed with aluminum alkoxide, resulting in uneven hydrolysis. There is a problem that happens.

第1の加水分解工程において、アルミニウムアルコキサイドと水のモル比〔水/アルミニウムアルコキサイド〕は、1.5〜2.0であり、好ましくは1.6〜1.8である。
第1の加水分解工程におけるアルミニウムアルコキサイドと水のモル比が、上記範囲から外れると、アルミニウムアルコキサイドの加水分解反応が不完全、あるいは、進行しすぎて第2の加水分解工程前に加水分解が進みすぎるため、目的とする物性の水酸化アルミニウム粉末が得られない。
In the first hydrolysis step, the molar ratio of aluminum alkoxide to water [water / aluminum alkoxide] is 1.5 to 2.0, preferably 1.6 to 1.8.
If the molar ratio of aluminum alkoxide to water in the first hydrolysis step is out of the above range, the hydrolysis reaction of aluminum alkoxide is incomplete or proceeds too much before the second hydrolysis step. Since the hydrolysis proceeds too much, an aluminum hydroxide powder having the desired physical properties cannot be obtained.

また、原料となるアルミニウムアルコキサイドを含む溶液は、アルミニウムアルコキサイドのみでもよいが、添加するアルコール水溶液との混和性を高める目的で、アルコールを含んでいてもよい。アルコールとしては、添加するアルコール水溶液と同一のものが好ましい。
アルコールを含む場合のアルミニウムアルコキサイドを含む溶液における、アルコールとアルミニウムアルコキサイドのモル比〔アルコール/アルミニウムアルコキサイド〕は、第1の加水分解工程における加水分解反応に悪影響を及ぼさない範囲であれば、特に制限はないが、通常、0〜1.5である。
The solution containing aluminum alkoxide as a raw material may be only aluminum alkoxide, but may contain alcohol for the purpose of improving miscibility with the aqueous alcohol solution to be added. As alcohol, the same thing as the alcohol aqueous solution to add is preferable.
The molar ratio of alcohol to aluminum alkoxide [alcohol / aluminum alkoxide] in the solution containing aluminum alkoxide in the case of containing alcohol is within a range that does not adversely affect the hydrolysis reaction in the first hydrolysis step. If there is no particular limitation, it is usually 0 to 1.5.

第1の加水分解工程における加水分解反応温度は、使用するアルミニウムアルコキサイドおよびアルコールの種類によりアルミニウムアルコキサイドのアルコールへの溶解度等が異なるために一概に限定されず、例えば、常温〜溶媒の沸点以下の温度である。   The hydrolysis reaction temperature in the first hydrolysis step is not generally limited because the solubility of the aluminum alkoxide in the alcohol differs depending on the type of the aluminum alkoxide and the alcohol used. The temperature is below the boiling point.

また、第2の加水分解工程では、第1の加水分解後の混合液からアルコールを分離回収した後に、更に水/アルミニウムアルコキサイドモル比で1.0以上6.3未満の水を添加して加水分解する。なお、ここでの水/アルミニウムアルコキサイドモル比は、第2の加水分解工程で添加した水と、第1の加水分解工程で、仕込んだアルミニウムアルコキサイドとのモル比である。
第1の加水分解後の混合液からアルコールを分離回収した後に加水分解を行うことで、目的とする物性を有する水酸化アルミニウムが生成する。
なお、添加される水は、アルコール水溶液として添加してもよい。この場合、アルコール水溶液の濃度は、含有するアルコールが第2の加水分解工程における加水分解反応に悪影響を及ぼさない範囲であれば特に制限はなく、通常、水濃度として、5〜100重量%である。
Further, in the second hydrolysis step, after alcohol is separated and recovered from the mixed solution after the first hydrolysis, water having a water / aluminum alkoxide molar ratio of 1.0 or more and less than 6.3 is further added. To hydrolyze. The water / aluminum alkoxide molar ratio here is the molar ratio of the water added in the second hydrolysis step and the aluminum alkoxide charged in the first hydrolysis step.
By performing the hydrolysis after separating and recovering the alcohol from the mixed solution after the first hydrolysis, aluminum hydroxide having the desired physical properties is generated.
In addition, you may add the water added as alcohol aqueous solution. In this case, the concentration of the aqueous alcohol solution is not particularly limited as long as the alcohol contained does not adversely affect the hydrolysis reaction in the second hydrolysis step, and is usually 5 to 100% by weight as the water concentration. .

本発明の製造方法において、第2の加水分解工程終了後のスラリーに含まれる水濃度は、スラリー全量を100重量%として、10重量%未満である。   In the production method of the present invention, the concentration of water contained in the slurry after the completion of the second hydrolysis step is less than 10% by weight, where the total amount of the slurry is 100% by weight.

第1加水分解、第2加水分解後のアルコールまたはアルコール水溶液を回収、または除去する方法としては、特に限定されないが、例えば、加水分解後の生成物をイオン交換樹脂が詰められたカラムに通液させる方法や、生成物を加熱することにより溶媒を蒸発させる方法が挙げられる。
また、第1加水分解後のアルコールの分離回収量は適宜必要量を回収すればよい。
The method for recovering or removing the alcohol or the aqueous alcohol solution after the first hydrolysis and the second hydrolysis is not particularly limited. For example, the product after hydrolysis is passed through a column packed with an ion exchange resin. And a method of evaporating the solvent by heating the product.
Moreover, what is necessary is just to collect | recover the amount of alcohol separation and collection after a 1st hydrolysis suitably.

第2の加水分解工程における加水分解反応温度も、使用するアルミニウムアルコキサイドおよびアルコールの種類によりアルミニウムアルコキサイドのアルコールへの溶解度等が異なるために一概に限定されないが、通常、常温〜溶媒の沸点以下の温度である。   The hydrolysis reaction temperature in the second hydrolysis step is not generally limited because the solubility of the aluminum alkoxide in the alcohol varies depending on the type of the aluminum alkoxide and the alcohol used. The temperature is below the boiling point.

第2の加水分解反応終了後の水酸化アルミニウムを含有する混合液は、熟成処理をおこなってもよい。該熟成処理は常温から加水分解温度で、30分以上、通常1時間〜1日静置、保持すればよい。   The mixed solution containing aluminum hydroxide after completion of the second hydrolysis reaction may be subjected to aging treatment. The aging treatment may be carried out by standing at normal temperature to hydrolysis temperature for 30 minutes or longer, usually 1 hour to 1 day.

第2の加水分解工程の後の生成した水酸化アルミニウム粉末を含む混合液から、水、アルコール(含まれる場合は、未反応アルコキサイド)を除去して、水酸化アルミニウム粉末が回収される。該混合液は濾過、乾燥等の常法により水酸化アルミニウムを粉体として得ることができる。   Water and alcohol (unreacted alkoxide, if included) are removed from the mixed solution containing the aluminum hydroxide powder produced after the second hydrolysis step, and the aluminum hydroxide powder is recovered. The mixed liquid can obtain aluminum hydroxide as a powder by conventional methods such as filtration and drying.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、試料物性の評価は、次のようにして行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is changed.
The sample physical properties were evaluated as follows.

(1)細孔容積・細孔半径R・細孔分布曲線
測定に供する試料を乾燥機にて120℃で4時間乾燥し、乾燥後の重量を精秤して試料重量とした。乾燥後の試料を、細孔容積測定装置(MICROMERITICS社製「オートポアIII9420」)のセル内にセットし、セル系内を50μmHg以下にした後、水銀を系内に満たし、次いで、セルに0.007MPaから414MPaまで段階的に圧力を加えていき、水銀の圧入平衡待ち時間を10秒として、各圧力における水銀圧入量を測定した。
累積細孔容積(mL/g)は、0.007MPaから414MPaまで圧力を加えたときの総水銀圧入量(mL)を試料重量(g)で除することにより求めた。
細孔半径R(μm)は、上述したWashburnの式に基づき、各圧力Pにおける水銀圧入量から各圧力Pにおける細孔半径R(μm)を算出した。さらに横軸にWashburnの式に基づき算出した各圧力Pにおける細孔半径(R[μm])をとり、縦軸に各圧力Pにおける水銀圧入量(dV/dlogR[mL/g])をとって、上記測定結果をプロットすることにより細孔分布曲線を得た。
(1) Pore volume / pore radius R / pore distribution curve A sample to be measured was dried at 120 ° C. for 4 hours in a dryer, and the weight after drying was precisely weighed to obtain the sample weight. The sample after drying was set in a cell of a pore volume measuring device ("Autopore III9420" manufactured by MICROMERITICS), the inside of the cell system was reduced to 50 µmHg or less, filled with mercury in the system, Pressure was applied stepwise from 007 MPa to 414 MPa, and the mercury intrusion amount at each pressure was measured with a mercury intrusion waiting time of 10 seconds.
The cumulative pore volume (mL / g) was determined by dividing the total mercury intrusion amount (mL) when the pressure was applied from 0.007 MPa to 414 MPa by the sample weight (g).
For the pore radius R (μm), the pore radius R (μm) at each pressure P was calculated from the mercury intrusion amount at each pressure P based on the above-mentioned Washburn equation. Furthermore, the horizontal axis represents the pore radius (R [μm]) at each pressure P calculated based on the Washburn equation, and the vertical axis represents the mercury intrusion amount (dV / dlogR [mL / g]) at each pressure P. The pore distribution curve was obtained by plotting the measurement results.

(2)かさ密度
軽装かさ密度及び重装かさ密度は、以下の方法で測定した。
「軽装かさ密度」
10mLのメスシリンダーに9〜10mLの試料を投入し、試料の重量(g)を測定し、メスシリンダーに蓋をして逆さにし、元に戻して静かに自由落下させたときの試料の容積(mL)を測定する。逆さにして戻すことを3回繰り返し、平均の容積(mL)を求める。試料重量÷試料平均容積の値を軽装かさ密度(mL/g)とする。
「重装かさ密度」
軽装かさ密度測定後である、試料の入ったメスシリンダーを、3cmの高さから硬質ゴム盤上へ100回自然落下させ、その後の試料の容積(mL)を測定する。試料重量÷試料容積の値を重装かさ密度(mL/g)とする。
(2) Bulk density The light bulk density and heavy bulk density were measured by the following methods.
“Lightweight bulk density”
Put a sample of 9 to 10 mL into a 10 mL graduated cylinder, measure the weight (g) of the sample, put the lid on the graduated cylinder, turn it upside down, return it to its original position, and gently drop the sample volume ( mL). Invert and return 3 times to determine the average volume (mL). The value of sample weight ÷ sample average volume is defined as light bulk density (mL / g).
"Heavy bulk density"
After measuring the light bulk density, the graduated cylinder containing the sample is naturally dropped 100 times onto a hard rubber disc from a height of 3 cm, and then the volume (mL) of the sample is measured. The value of sample weight ÷ sample volume is defined as heavy bulk density (mL / g).

(3)組成分析(不純物量測定)
試料を1100℃で約1時間か焼した後、Ultra Carbon粉末と混合し、アクリル球を用いて粉砕後、混合試料を固体発光分析法(THERMO Jarrell Ash CID−DCA AURORAを使用)により測定し、Si、Na、Ca、Fe、CuおよびMgの含有量を求めた。
(3) Composition analysis (impurity measurement)
The sample was calcined at 1100 ° C. for about 1 hour, mixed with Ultra Carbon powder, ground with acrylic spheres, and the mixed sample was measured by solid-state emission spectrometry (using THERMO Jarrel Ash CID-DCA AURORA). The contents of Si, Na, Ca, Fe, Cu and Mg were determined.

(4)粉末X線回折測定
試料の粉末X線回折測定には株式会社リガク製RINT−2200を用いた。X線の線源にはCuKα線源を用いた。試料を専用のホルダーに充填し、回折角2θ=20〜70°の範囲にて行い、粉末X線回折図形を得た。
(4) Powder X-ray diffraction measurement RINT-2200 manufactured by Rigaku Corporation was used for the powder X-ray diffraction measurement of the sample. A CuKα radiation source was used as the X-ray radiation source. The sample was filled in a dedicated holder and performed in a diffraction angle range of 2θ = 20 to 70 ° to obtain a powder X-ray diffraction pattern.

1.水酸化アルミニウム粉末の製造
実験例1
アルミニウムイソプロポキサイド100.0重量部とイソプロピルアルコール11.1重量部の混合溶液に、水15.0重量部とイソプロピルアルコール165.7重量部のアルコール水溶液を添加して加水分解させた(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=1.7、アルコール水溶液中の水濃度8.3重量%)。
次いで、蒸留によりイソプロピルアルコール99.3重量部を分離回収した後に、更に水24.9重量部とイソプロピルアルコール64.2重量部のアルコール水溶液を添加して加水分解した(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=2.8)。加水分解工程終了後のスラリー中の水濃度は、7.8重量%であった。
得られた水酸化アルミニウムと水とイソプロピルアルコールを含む懸濁液中の水とイソプロピルアルコールを除去して、実験例1の水酸化アルミニウム粉末を得た。図1に示す粉末X線回折図形から、水酸化アルミニウム以外の結晶相は確認されなかった。
1. Example 1 of production of aluminum hydroxide powder
An aqueous alcohol solution of 15.0 parts by weight of water and 165.7 parts by weight of isopropyl alcohol was added to a mixed solution of 100.0 parts by weight of aluminum isopropoxide and 11.1 parts by weight of isopropyl alcohol to cause hydrolysis (water / (Aluminum alkoxide molar ratio = 1.7, water concentration in alcohol aqueous solution 8.3% by weight).
Subsequently, 99.3 parts by weight of isopropyl alcohol was separated and recovered by distillation, and further hydrolyzed by adding an aqueous alcohol solution of 24.9 parts by weight of water and 64.2 parts by weight of isopropyl alcohol (water / aluminum alkoxide mole). Ratio = 2.8). The water concentration in the slurry after completion of the hydrolysis step was 7.8% by weight.
Water and isopropyl alcohol in the suspension containing the obtained aluminum hydroxide, water and isopropyl alcohol were removed to obtain aluminum hydroxide powder of Experimental Example 1. From the powder X-ray diffraction pattern shown in FIG. 1, no crystal phase other than aluminum hydroxide was confirmed.

実験例2
第2加水分解時の水量を12.5重量部(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=1.4)とした以外は実験例1と同様の方法で実験例2の水酸化アルミニウム粉末を得た。なお、加水分解工程終了後のスラリー中の水濃度は、3.6重量%であった。X線回折法による評価を行ったところ、水酸化アルミニウム以外の結晶相は確認されなかった。
Experimental example 2
The aluminum hydroxide powder of Experimental Example 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1, except that the amount of water during the second hydrolysis was 12.5 parts by weight (water / aluminum alkoxide molar ratio = 1.4). . In addition, the water concentration in the slurry after completion | finish of a hydrolysis process was 3.6 weight%. When the evaluation by the X-ray diffraction method was performed, no crystal phase other than aluminum hydroxide was confirmed.

実験例3(参考例)
第2加水分解時の水量を55.5重量部(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=6.3)とした以外は実験例1と同様の方法で実験例3の水酸化アルミニウム粉末を得た。なお、加水分解工程終了後のスラリー中の水濃度は、16.9重量%であった。X線回折法による評価を行ったところ、水酸化アルミニウム以外の結晶相は確認されなかった。
Experimental example 3 (reference example)
The aluminum hydroxide powder of Experimental Example 3 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1, except that the amount of water during the second hydrolysis was 55.5 parts by weight (water / aluminum alkoxide molar ratio = 6.3). . In addition, the water concentration in the slurry after completion | finish of a hydrolysis process was 16.9 weight%. When the evaluation by the X-ray diffraction method was performed, no crystal phase other than aluminum hydroxide was confirmed.

実験例4(参考例)
アルミニウムイソプロポキサイド100.0重量部とイソプロピルアルコール50.0重量部の混合溶液に、水15.0重量部とイソプロピルアルコール173.0重量部のアルコール水溶液を添加して加水分解させた(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=1.7、アルコール水溶液中の水濃度8.0重量%)。
次いで、蒸留によりイソプロピルアルコール138.2重量部を分離回収した後に、更に水55.5重量部とイソプロピルアルコール41.7重量部のアルコール水溶液を添加して加水分解した(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=6.3)。なお、加水分解工程終了後のスラリー中の水濃度は、17.7重量%であった。
得られた水酸化アルミニウムと水とイソプロピルアルコールを含む懸濁液中の水とイソプロピルアルコールを除去して、実験例4の水酸化アルミニウム粉末を得た。X線回折法による評価を行ったところ、水酸化アルミニウム以外の結晶相は確認されなかった。
Experimental example 4 (reference example)
An aqueous alcohol solution of 15.0 parts by weight of water and 173.0 parts by weight of isopropyl alcohol was added to a mixed solution of 100.0 parts by weight of aluminum isopropoxide and 50.0 parts by weight of isopropyl alcohol to cause hydrolysis (water / Aluminum alkoxide molar ratio = 1.7, water concentration in alcohol aqueous solution 8.0 wt%).
Subsequently, 138.2 parts by weight of isopropyl alcohol was separated and recovered by distillation, and further hydrolyzed by adding an aqueous alcohol solution of 55.5 parts by weight of water and 41.7 parts by weight of isopropyl alcohol (water / aluminum alkoxide mole). Ratio = 6.3). In addition, the water concentration in the slurry after completion | finish of a hydrolysis process was 17.7 weight%.
Water and isopropyl alcohol in the suspension containing the obtained aluminum hydroxide, water and isopropyl alcohol were removed to obtain aluminum hydroxide powder of Experimental Example 4. When the evaluation by the X-ray diffraction method was performed, no crystal phase other than aluminum hydroxide was confirmed.

実験例5(比較例)
第2加水分解時の水量を73.2重量部(水/アルミニウムアルコキサイドモル比=8.3)、イソプロピルアルコールの量を55.1重量部とした以外は実験例4と同様の方法で実験例5の水酸化アルミニウム粉末を得た。なお、加水分解工程終了後のスラリー中の水濃度は、21.9重量%であった。X線回折法による評価を行ったところ、水酸化アルミニウム以外の結晶相は確認されなかった。
Experimental Example 5 (Comparative Example)
The same method as in Experimental Example 4 except that the amount of water during the second hydrolysis was 73.2 parts by weight (water / aluminum alkoxide molar ratio = 8.3) and the amount of isopropyl alcohol was 55.1 parts by weight. The aluminum hydroxide powder of Experimental Example 5 was obtained. In addition, the water concentration in the slurry after completion | finish of a hydrolysis process was 21.9 weight%. When the evaluation by the X-ray diffraction method was performed, no crystal phase other than aluminum hydroxide was confirmed.

2.評価
(累積細孔容積)
実験例1の測定全範囲での累積細孔容積V’は3.29mL/g、細孔半径R:0.01〜1μmの範囲の累積細孔容積Vが1.77mL/gであった。
実験例2の測定全範囲での累積細孔容積V’は4.08mL/g、細孔半径R:0.01〜1μmの範囲の累積細孔容積Vが2.12mL/gであった。
実験例3の測定全範囲での累積細孔容積V’は2.32mL/gであり、細孔半径R:0.01〜1μmの範囲の累積細孔容積Vが0.86mL/gであった。
実験例4の測定全範囲での累積細孔容積V’は2.41mL/gであり、細孔半径R:0.01〜1μmの範囲の累積細孔容積Vが0.64mL/gであった。
実験例5の測定全範囲での累積細孔容積V’は0.99mL/gであり、細孔半径R:0.01〜1μmの範囲の累積細孔容積Vが0.22mL/gであった。
2. Evaluation (cumulative pore volume)
The cumulative pore volume V ′ in the entire measurement range of Experimental Example 1 was 3.29 mL / g, and the cumulative pore volume V in the range of pore radius R: 0.01 to 1 μm was 1.77 mL / g.
The cumulative pore volume V ′ in the entire measurement range of Experimental Example 2 was 4.08 mL / g, and the cumulative pore volume V in the range of pore radius R: 0.01 to 1 μm was 2.12 mL / g.
The cumulative pore volume V ′ in the entire measurement range of Experimental Example 3 was 2.32 mL / g, and the cumulative pore volume V in the range of pore radius R: 0.01 to 1 μm was 0.86 mL / g. It was.
The cumulative pore volume V ′ in the entire measurement range of Experimental Example 4 is 2.41 mL / g, and the cumulative pore volume V in the range of the pore radius R: 0.01 to 1 μm is 0.64 mL / g. It was.
The cumulative pore volume V ′ in the entire measurement range of Experimental Example 5 was 0.99 mL / g, and the cumulative pore volume V in the range of pore radius R: 0.01 to 1 μm was 0.22 mL / g. It was.

(細孔分布曲線)
図2に実験例1〜5の水酸化アルミニウム粉末の細孔分布曲線を示す。
実験例3〜5の細孔分布曲線では、実験例3,4においては細孔半径R:5〜7μm付近、実験例5においては累積細孔半径R:0.004μm付近に突出したピークが確認され、R:0.01〜1μmの範囲でdV/dlogRが0.6mL/gを超えていないことがわかる。
一方、実験例1、実験例2の細孔分布曲線では、実験例3〜5で確認された突出したピーク以外の領域にも細孔が存在し、細孔半径R:0.01〜1μmの全ての範囲において、dV/dlogRが0.6mL/gを超えていた。
(Pore distribution curve)
FIG. 2 shows pore distribution curves of the aluminum hydroxide powders of Experimental Examples 1 to 5.
In the pore distribution curves of Experimental Examples 3 to 5, a peak protruding near the pore radius R: 5 to 7 μm in Experimental Examples 3 and 4 and the cumulative pore radius R: near 0.004 μm in Experimental Example 5 was confirmed. It can be seen that dV / dlogR does not exceed 0.6 mL / g in the range of R: 0.01 to 1 μm.
On the other hand, in the pore distribution curves of Experimental Example 1 and Experimental Example 2, pores exist in regions other than the protruding peak confirmed in Experimental Examples 3 to 5, and the pore radius R is 0.01 to 1 μm. In all ranges, dV / dlogR exceeded 0.6 mL / g.

(かさ密度)
実験例1の水酸化アルミニウム粉末の軽装かさ密度は0.14g/mL、重装かさ密度は0.17g/mLであった。
実験例2の水酸化アルミニウム粉末の軽装かさ密度は0.13g/mL、重装かさ密度は0.15g/mLであった。
実験例3の軽装かさ密度は0.24g/mL、重装かさ密度は0.30g/mLであった。
実験例4の軽装かさ密度は0.27g/mL、重装かさ密度は0.35g/mLであった。
実験例5の軽装かさ密度は0.58g/mL、重装かさ密度は0.76g/mLであった。
(Bulk density)
The light bulk density of the aluminum hydroxide powder of Experimental Example 1 was 0.14 g / mL, and the heavy bulk density was 0.17 g / mL.
The light bulk density of the aluminum hydroxide powder of Experimental Example 2 was 0.13 g / mL, and the heavy bulk density was 0.15 g / mL.
The light bulk density of Experimental Example 3 was 0.24 g / mL, and the heavy bulk density was 0.30 g / mL.
The light bulk density of Experimental Example 4 was 0.27 g / mL, and the heavy bulk density was 0.35 g / mL.
The light bulk density of Experimental Example 5 was 0.58 g / mL, and the heavy bulk density was 0.76 g / mL.

(不純物濃度の評価)
実験例1の水酸化アルミニウム粉末の不純物濃度を測定した結果、アルミナ換算でSi=3ppm、Na<5ppm、Ca<1ppm、Fe=4ppm、Cu<1ppm、Mg<1ppmであった。
(Evaluation of impurity concentration)
As a result of measuring the impurity concentration of the aluminum hydroxide powder of Experimental Example 1, it was Si = 3 ppm, Na <5 ppm, Ca <1 ppm, Fe = 4 ppm, Cu <1 ppm, Mg <1 ppm in terms of alumina.

(成形性の評価)
実験例1の水酸化アルミニウム粉末と水を、重量比1:1.6の割合で混合し、押し出し成形したところ(宮崎鉄工製 MP−100−1型を使用)、φ4mm×4mmLの円柱状成形体が得られ、この成形体を乾燥、焼成したところ、φ2mm×2mmLのアルミナ成形体が得られた。
一方で、実験例5の水酸化アルミニウム粉末と水を重量比1:1.6の割合で混合したところ、ペースト状となり、成形することができなかった。さらに、実験例5の水酸化アルミニウム粉末と水とを1:1.4の割合で混合し、押し出し成形したところ、φ4mm×4mmLの円柱状成形体が得られたが、乾燥時に割れが発生した。
(Evaluation of formability)
The aluminum hydroxide powder of Example 1 and water were mixed at a weight ratio of 1: 1.6 and extruded (using Miyazaki Tekko's MP-100-1 model), φ4 mm x 4 mmL cylindrical molding A body was obtained, and when this molded body was dried and fired, an alumina molded body of φ2 mm × 2 mmL was obtained.
On the other hand, when the aluminum hydroxide powder of Experimental Example 5 and water were mixed at a weight ratio of 1: 1.6, it became a paste and could not be molded. Furthermore, when the aluminum hydroxide powder of Example 5 and water were mixed at a ratio of 1: 1.4 and extrusion molded, a cylindrical molded body of φ4 mm × 4 mmL was obtained, but cracking occurred during drying. .

本発明の水酸化アルミニウム粉末は、バインダーを添加することなく、水のみで成形や造粒をすることができる。   The aluminum hydroxide powder of the present invention can be molded or granulated only with water without adding a binder.

Claims (7)

水銀圧入法により測定された、細孔半径Rが0.01μm以上1μm以下の範囲における累積細孔容積Vが、1.0mL/g以上であることを特徴とする水酸化アルミニウム粉末。   An aluminum hydroxide powder having a cumulative pore volume V measured by a mercury intrusion method in a range of a pore radius R of 0.01 μm or more and 1 μm or less of 1.0 mL / g or more. 水銀圧入法により測定された、細孔半径Rと対数微分細孔容積(dV/dlogR)で表したときの細孔分布曲線において、
Rが0.01μm以上1μm以下の全ての範囲において、dV/dlogRが0.6mL/gを超える請求項1記載の水酸化アルミニウム粉末。
In the pore distribution curve when expressed by pore radius R and logarithmic differential pore volume (dV / dlogR) measured by mercury porosimetry,
The aluminum hydroxide powder according to claim 1, wherein dV / dlogR exceeds 0.6 mL / g in the entire range of R from 0.01 µm to 1 µm.
軽装かさ密度が0.10g/mL以上0.25g/mL以下、重装かさ密度が0.15g/mL以上0.30g/mL以下である請求項1または2に記載の水酸化アルミニウム粉末。   The aluminum hydroxide powder according to claim 1 or 2, wherein the light bulk density is 0.10 g / mL or more and 0.25 g / mL or less, and the heavy bulk density is 0.15 g / mL or more and 0.30 g / mL or less. Si、Na、Ca、Fe、CuおよびMgの含有量が、アルミナ中の不純物に換算したときにそれぞれ10重量ppm以下である請求項1から3のいずれかに記載の水酸化アルミニウム粉末。   The aluminum hydroxide powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the contents of Si, Na, Ca, Fe, Cu, and Mg are each 10 ppm by weight or less when converted to impurities in alumina. 請求項1から4のいずれかに記載の水酸化アルミニウム粉末を製造する方法であって、
アルミニウムアルコキサイドを含む溶液に、水濃度が5重量%以上30重量%以下であるアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.5以上2.0以下の範囲となるように添加して加水分解する第1の加水分解工程と、
第1の加水分解後の混合液からアルコールを分離回収した後に、水またはアルコール水溶液を、水/アルミニウムアルコキサイドモル比が1.0以上6.3未満の範囲であり、加水分解後のスラリー中の水濃度が10重量%未満となるように添加して、加水分解する第2の加水分解工程と、
第2の加水分解後の混合液から水とアルコールを除去して、水酸化アルミニウム粉末を回収する工程と、
を含むことを特徴とする水酸化アルミニウム粉末の製造方法。
A method for producing the aluminum hydroxide powder according to any one of claims 1 to 4,
Add an aqueous alcohol solution with a water concentration of 5 wt% to 30 wt% to a solution containing aluminum alkoxide so that the water / aluminum alkoxide molar ratio is in the range of 1.5 to 2.0. A first hydrolysis step for hydrolysis,
After the alcohol is separated and recovered from the first hydrolyzed mixed solution, the water or the aqueous alcohol solution has a water / aluminum alkoxide molar ratio in the range of 1.0 or more and less than 6.3 , and the slurry after hydrolysis. A second hydrolysis step of adding and hydrolyzing so that the water concentration in the mixture is less than 10% by weight;
Removing water and alcohol from the mixture after the second hydrolysis to recover aluminum hydroxide powder;
The manufacturing method of the aluminum hydroxide powder characterized by including.
前記アルミニウムアルコキサイドが、アルミニウムイソプロポキサイドである請求項5記載の水酸化アルミニウム粉末の製造方法。   6. The method for producing aluminum hydroxide powder according to claim 5, wherein the aluminum alkoxide is aluminum isopropoxide. 前記アルコールが、イソプロピルアルコールである請求項5または6に記載の水酸化アルミニウム粉末の製造方法。   The method for producing an aluminum hydroxide powder according to claim 5 or 6, wherein the alcohol is isopropyl alcohol.
JP2013042192A 2012-03-06 2013-03-04 Aluminum hydroxide powder and method for producing the same Active JP5670497B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013042192A JP5670497B2 (en) 2012-03-06 2013-03-04 Aluminum hydroxide powder and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012049450 2012-03-06
JP2012049450 2012-03-06
JP2013042192A JP5670497B2 (en) 2012-03-06 2013-03-04 Aluminum hydroxide powder and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013212976A JP2013212976A (en) 2013-10-17
JP5670497B2 true JP5670497B2 (en) 2015-02-18

Family

ID=49586633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013042192A Active JP5670497B2 (en) 2012-03-06 2013-03-04 Aluminum hydroxide powder and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5670497B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6104644B2 (en) * 2013-03-04 2017-03-29 住友化学株式会社 Aluminum hydroxide powder
JP7393912B2 (en) * 2019-10-18 2023-12-07 住友化学株式会社 Boehmite and its manufacturing method
CN113735152B (en) * 2020-05-29 2023-09-05 中国石油化工股份有限公司 Method for removing entrained alcohol in aluminum hydroxide slurry

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04270114A (en) * 1990-06-29 1992-09-25 Sumitomo Chem Co Ltd Heat-resistant transition alumina and its production
JP3569969B2 (en) * 1994-08-26 2004-09-29 住友化学工業株式会社 Method for producing flaky rehydratable alumina
JPH08301616A (en) * 1995-04-28 1996-11-19 Sumitomo Chem Co Ltd Baking of aluminum hydroxide
JP5451998B2 (en) * 2008-08-25 2014-03-26 住友化学株式会社 Method for producing powdery alumina precursor
JP2010168271A (en) * 2008-12-25 2010-08-05 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for producing alumina

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013212976A (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013133331A1 (en) Aluminium hydroxide powder and method for producing same
KR101867099B1 (en) α ALUMINA SINTERED BODY FOR PRODUCTION OF SAPPHIRE SINGLE CRYSTAL
Tsukada et al. Crystallinity of boehmite and its effect on the phase transition temperature of alumina
JP4814936B2 (en) Boehmite having high surface area and method for producing γ-alumina
JP5485764B2 (en) Method for producing aluminum titanate ceramic body
TWI495616B (en) Α-alumina for producing single crystal sapphire
CN101044092A (en) Fine-particled alkaline-earth titanates and method for the production thereof using titan oxide particles
KR20120057615A (en) Method for producing aluminum titanate ceramic, and aluminum titanate ceramic
JP5670497B2 (en) Aluminum hydroxide powder and method for producing the same
TW201105603A (en) Method for producing aluminum titanate ceramic body
KR101247558B1 (en) Preparation of high purity alumina
CA2977549A1 (en) Process for making high-purity aluminum oxide
WO2008102785A9 (en) Amorphous fine-particle powder, process for production thereof and perovskite-type barium titanate powder made by using the same
KR101593357B1 (en) Method for producing alumina
JP4572576B2 (en) Method for producing fine α-alumina
JP6104644B2 (en) Aluminum hydroxide powder
US20170362128A1 (en) Ceramic powders with controlled size distribution
JP4512972B2 (en) Activated alumina compact
JP6010843B2 (en) Method for producing particulate α-alumina
JP6049796B2 (en) Alpha alumina sintered body for sapphire single crystal production
Pacewska et al. Thermal transformations of the products of partial hydrolysis of hydrous aluminium nitrate
JP2008208015A (en) METHOD OF MANUFACTURING gamma-ALUMINA FORMED BODY

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140801

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20140801

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20140916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5670497

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350