JPH04114999A - Production of fibrous aluminum borate - Google Patents

Production of fibrous aluminum borate

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Publication number
JPH04114999A
JPH04114999A JP23161990A JP23161990A JPH04114999A JP H04114999 A JPH04114999 A JP H04114999A JP 23161990 A JP23161990 A JP 23161990A JP 23161990 A JP23161990 A JP 23161990A JP H04114999 A JPH04114999 A JP H04114999A
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JP
Japan
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aluminum
solution
aluminum borate
fiber
boron
Prior art date
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Pending
Application number
JP23161990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Morimoto
琢郎 森本
Misako Naito
内藤 美佐子
Masayo Otsuka
大塚 雅代
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.)
Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Otsuka Chemical Co Ltd filed Critical Otsuka Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a fibrous aluminum borate having uniform fiber diameter and fiber length, being a long fiber, having high aspect ratio and having high compatibility as a reinforcing material by spraying and drying a solution or homogeneous dispersion of an aluminum compound, a boron compound and an alkali metal salt and then heating and burning the dried mixture. CONSTITUTION:A solution or homogeneous dispersion of (1) and aluminum compound capable of giving a metal oxide by heating and burning, (2) boron compound and (3) alkali metal salt is sprayed and dried and heated and burned at 600-1200 deg.C. When a liquid obtained by uniformly suspending fine grains of oxide or hydroxide of aluminum and/or boron into the solution or homogeneous dispersion of the above-mentioned components (1) to (3) is sprayed and dried and then heated and burned at 600--1200 deg.C, a fibrous aluminum borate having longer fiber is preferably obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維状ホウ酸アルミニウムの製造法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for producing fibrous aluminum borate.

従来の技術及びその問題点 近年、ハイテク技術の高度化と飛躍的進展により、複合
材料が先端材料として種々研究開発されてきており、そ
れに伴ってこれら複合材料に配合される強化材料も低比
重、高強度、高剛性、耐磨耗性等の性能が要求されるに
至り、これら要求に適合するウィスカー状の単結晶繊維
が注目を浴びている。ホウ酸アルミニウムウィスカーも
、断熱性、耐熱性、耐化学薬品性等に優れた強化材料古
して注目され、その合成方法も種々提案されている。
Conventional technologies and their problems In recent years, with the advancement and rapid progress of high-tech technology, various research and development of composite materials have been conducted as advanced materials. Performance such as high strength, high rigidity, and abrasion resistance has come to be required, and whisker-shaped single crystal fibers that meet these requirements are attracting attention. Aluminum borate whiskers have also attracted attention as a reinforcing material with excellent heat insulation, heat resistance, chemical resistance, etc., and various methods for synthesizing them have been proposed.

特開昭63−319298号公報や同6331、929
9号公報には、ホウ酸アルミニウムウィスカーの形状は
、繊維径0.05〜5μm程度、繊維長2〜50μm程
度のものが好ましいこと、及び繊維径が5μm以上にな
ると単結晶が繊維軸に集合した多結晶になり、更には結
晶の欠陥部分が多くなり機械的強度が低下することが開
示されている。而して、近年のニーズの多様化、高機能
化にあっては、ホウ酸アルミニウムウィスカーの機能が
いかに優れていたとしても、その繊維径や繊維長が不揃
いであるとすれば、産業上の利用性を欠くものとなるこ
とは明白である。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-319298, 6331, 929
Publication No. 9 states that the shape of aluminum borate whiskers is preferably about 0.05 to 5 μm in fiber diameter and 2 to 50 μm in fiber length, and that when the fiber diameter is 5 μm or more, single crystals aggregate on the fiber axis. It is disclosed that the crystal becomes polycrystalline, and furthermore, the defective portions of the crystal increase and the mechanical strength decreases. In recent years, needs have been diversifying and becoming more sophisticated, so no matter how excellent the functionality of aluminum borate whiskers is, if their fiber diameters and fiber lengths are uneven, they will not be suitable for industrial use. It is clear that this will result in a lack of usability.

現在知られているホウ酸アルミニウムウィスカーの合成
方法の殆んどは、アルミニウム源、ホウ素源及び必要に
より融剤を単に混合して加熱焼成する方法である。例え
ば米国特許第 3755536号明細書、同第3350166号明細書
、同第3080242号明細書、同第4789422号
明細書等に、9A7203 ・2B203.4A120
3 ・B203、(A/203 )  3  to、+
・B203  (0<n≦2)、XA/203  ・y
B203 (4≦X≦9.2≦y≦5)等の組成を示す
ホウ酸アルミニウムウィスカーの合成法が示されている
が、これらの方法のいずれによっても繊維形状の制御が
困難であり、繊維径及び繊維長の揃った所望形状のホウ
酸アルミニウムウィスカーを製造することは不可能であ
る。
Most of the currently known methods for synthesizing aluminum borate whiskers involve simply mixing an aluminum source, a boron source, and, if necessary, a flux, followed by heating and baking. For example, in U.S. Patent Nos. 3,755,536, 3,350,166, 3,080,242, 4,789,422, etc.
3 ・B203, (A/203) 3 to, +
・B203 (0<n≦2), XA/203 ・y
B203 (4≦X≦9.2≦y≦5), etc., has been proposed, but it is difficult to control the fiber shape by any of these methods, It is impossible to produce aluminum borate whiskers of a desired shape with uniform diameter and fiber length.

更に今日では、繊維径や繊維長が揃い、長繊維であり且
つ高アスペクト比の繊維状ホウ酸アルミニウムの開発が
望まれている。
Furthermore, there is a desire today to develop fibrous aluminum borate having uniform fiber diameters and fiber lengths, long fibers, and a high aspect ratio.

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、繊維径や繊維長が揃い、長繊維であり
且つ高アスペクト比である、強化材料としてニーズ適合
性の高い繊維状ホウ酸アルミニウムの製造方法を提供す
ることにある。
Problems to be Solved by the Invention The purpose of the present invention is to provide a method for producing fibrous aluminum borate, which has uniform fiber diameter and fiber length, is long fiber, and has a high aspect ratio, and is highly compatible with needs as a reinforcing material. It is about providing.

本発明の他の目的は、断熱性、耐熱性、耐化学薬品性等
に優れ、断熱材、耐熱材、断熱塗料の他、プラスチック
ス、セメント、金属製品の強化用フィラーとして有用な
繊維状ホウ酸アルミニウムの製造方法を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a fibrous boron which has excellent heat insulating properties, heat resistance, chemical resistance, etc. and is useful as a filler for reinforcing plastics, cement, and metal products, as well as heat insulating materials, heat resistant materials, and heat insulating paints. An object of the present invention is to provide a method for producing aluminum acid.

問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、 (1)加熱焼成することにより金属酸化物になるアルミ
ニウム化合物、 (2)ホウ素化合物、及び (3)アルカリ金属塩 の溶液又は均質分散液を噴霧乾燥させ、次いでこれを6
00〜1200°Cの温度に加熱焼成することを特徴と
する繊維状ホウ酸アルミニウムの製造法に係る。
Means for solving the problems, that is, the present invention, consists of a solution or homogeneous dispersion of (1) an aluminum compound that becomes a metal oxide by heating and baking, (2) a boron compound, and (3) an alkali metal salt. Spray dry and then apply this to 6
The present invention relates to a method for producing fibrous aluminum borate, which is characterized by heating and firing at a temperature of 00 to 1200°C.

本発明において、(1)成分として使用される加熱焼成
することにより金属酸化物になるアルミニウム化合物と
しては、AI含有量か少ないか加水分解反応を急激に起
こすものでない限り従来公知のものを広く使用でき、例
えばアルミニウムのアルコラード等の有機アルミニウム
化合物;水酸化アルミニウム等のアルミニウムの水酸化
物、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムナトリウム、
アルミン酸等のアルミニウムの酸化物、硫酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アンモニウムアル
ミニウム等のアルミニウムの硫酸塩、硝酸アルミニウム
等のアルミニウムの硝酸塩、塩化アルミニウム等のアル
ミニウムのハロゲン化物等やこれらの水和物等の無機ア
ルミニウム化合物等が挙げられる。本発明では、之等は
一種又は二種以上混合して用いられる。
In the present invention, as the aluminum compound used as component (1), which becomes a metal oxide by heating and baking, conventionally known aluminum compounds are widely used unless the aluminum content is low or causes a rapid hydrolysis reaction. For example, organoaluminum compounds such as aluminum alcolade; aluminum hydroxides such as aluminum hydroxide, aluminum oxide, sodium aluminum oxide,
Aluminum oxides such as aluminate, aluminum sulfates such as aluminum sulfate, aluminum potassium sulfate, ammonium aluminum sulfate, aluminum nitrates such as aluminum nitrate, aluminum halides such as aluminum chloride, and their hydrates. Examples include inorganic aluminum compounds. In the present invention, these may be used alone or in combination of two or more.

本発明で(2)成分として用いられるホウ素化合物とし
ては、従来公知のものを広く使用でき、例えば酸化ホウ
素;オルトホウ素酸、四ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸
ナトリウム、ピロホウ酸ナトリウム、ピロホウ酸カリウ
ム、メタホウ酸す)・リウム等のホウ素の酸素酸や之等
のアルカリ金属塩等のホウ素の酸化物等が挙げられる。
As the boron compound used as component (2) in the present invention, a wide variety of conventionally known ones can be used, such as boron oxide; orthoboric acid, tetraboric acid, metaboric acid, sodium tetraborate, sodium pyroborate, pyroboric acid. Oxygen acids of boron such as potassium, metaborate, lithium, etc., and oxides of boron such as alkali metal salts such as these are mentioned.

本発明では、之等は一種又は二種以上混合して用いられ
る。
In the present invention, these may be used alone or in combination of two or more.

本発明において(3)成分として用いられるアルカリ金
属塩は、溶融剤として作用するものであり、従来公知の
ものを広く使用できる。具体的には、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、弗化ナ
トリウム、弗化カリウム等のアルカリ金属のハロゲン化
物;硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等のアルカリ金属の
硫酸塩;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト
リウム、炭酸水素カリウム等や之等の複塩等のアルカリ
金属の炭酸塩:硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアル
カリ金属の硝酸塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。本発明で
は、之等は一種又は二種以上混合して用いられる。
The alkali metal salt used as component (3) in the present invention acts as a melting agent, and a wide variety of conventionally known salts can be used. Specifically, sodium chloride,
Alkali metal halides such as potassium chloride, sodium bromide, potassium bromide, sodium fluoride, and potassium fluoride; alkali metal sulfates such as sodium sulfate and potassium sulfate; sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, carbonic acid Carbonates of alkali metals such as double salts such as potassium hydrogen and the like; nitrates of alkali metals such as sodium nitrate and potassium nitrate; hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. In the present invention, these may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、上記(1)乃至(3)成分を溶解又は
分散させる溶媒としては得に制限されず、水、有機溶媒
又はその混合物を使用することができる。
In the present invention, the solvent for dissolving or dispersing the components (1) to (3) above is not particularly limited, and water, an organic solvent, or a mixture thereof can be used.

ここで使用される有機溶媒としては、例えばメタノール
、エタノール等の低級アルコール等を挙げることができ
る。
Examples of the organic solvent used here include lower alcohols such as methanol and ethanol.

本発明においては、上記(1)乃至(3)成分は、上記
で示されたものになんら限定されるものではなく、水又
は有機溶媒に溶解又は均質に分散し得るものである限り
有機質及び無機質を問わず従来公知のものを広く使用で
きるが、産業上の観点からは取扱いが簡便であり、また
環境上や防災上水に可溶であるか又は水に分散し易い化
合物から選択使用するのが望ましい。
In the present invention, the components (1) to (3) above are not limited to those shown above, but include organic and inorganic substances as long as they can be dissolved or homogeneously dispersed in water or an organic solvent. Although a wide range of conventionally known compounds can be used, from an industrial perspective, it is preferable to select and use compounds that are easy to handle and are soluble in or easily dispersed in water for environmental and disaster prevention purposes. is desirable.

本発明において、上記(1)〜(3)成分を水又は有機
溶媒に溶解又は分散させるに当っては信管特別な方法を
必要とせず、p Hを調整する等の方法により、所望の
溶液又は均一分散液とすればよい。
In the present invention, when dissolving or dispersing the components (1) to (3) above in water or an organic solvent, there is no need for a special fuze method, and the desired solution or A uniform dispersion may be used.

例えば原料としてアルミニウムやホウ素のアルカリ塩を
用いる場合にはアルカリ性の系になり、硫酸塩、硝酸塩
や塩化物を用いる場合には酸性の系になり、それぞれ均
質な溶液系になる。また有機溶媒系では、有機アルミニ
ウム、有機ホウ素やアルカリ金属のアルコラ−1・を原
料として用いる場合、均質な溶液系になる。
For example, when an alkali salt of aluminum or boron is used as a raw material, the system becomes alkaline, and when sulfate, nitrate or chloride is used, the system becomes acidic, and each becomes a homogeneous solution system. In addition, in an organic solvent system, when organic aluminum, organic boron, or alkali metal Alcohol-1 is used as a raw material, a homogeneous solution system is obtained.

また均質分散液を得るには、上記各種化合物の水溶液を
攪拌下で均質混合し微細な不溶成分を析出させたスラリ
ー状態で利用するのが簡便であるが、スラリーの安定化
のために慣用されている分散剤を添加しておくこともで
きる。斯かる分散剤としては、例えばポリアルキレンエ
ーテル系の非イオン界面活性剤等の界面活性剤を有利に
使用することができる。
In order to obtain a homogeneous dispersion, it is convenient to homogeneously mix aqueous solutions of the various compounds mentioned above under stirring and use a slurry to precipitate fine insoluble components. It is also possible to add a dispersing agent. As such a dispersant, a surfactant such as a polyalkylene ether nonionic surfactant can be advantageously used.

本発明においては、上記溶液又は均質分散液に更にアル
ミニウム及び/又はホウ素の酸化物又は水酸化物の微細
粒子を均質に懸濁させておくのが望ましく、斯くしてよ
り長繊維の繊維状ホウ酸アルミニウムを製造することが
可能になる。
In the present invention, it is desirable to further homogeneously suspend fine particles of aluminum and/or boron oxide or hydroxide in the solution or homogeneous dispersion. It becomes possible to produce aluminum acid.

上記において、アルミニウムの酸化物としては酸化アル
ミニウム等が、アルミニウムの水酸化物としでは水酸化
アルミニウム等が、ホウ素の酸化物としては酸化ホウ酸
等が、ホウ素の水酸化物としてはオルトホウ酸等がそれ
ぞれ例示でき、その他ホウ酸アルミニウムをも用いるこ
とができる。
In the above, the aluminum oxide is aluminum oxide, the aluminum hydroxide is aluminum hydroxide, the boron oxide is boric oxide, and the boron hydroxide is orthoboric acid, etc. For example, aluminum borate can also be used.

また」1記微細粒子としては、粒子径が0.1.nm〜
10μm程度、好ましくはlnm〜1μm程度であり、
粒子径が揃ったものが望ましい。斯かる微細粒子として
は、例えばアルミナゾル水溶液が好適に使用され得る。
Furthermore, the fine particles described in "1" have a particle diameter of 0.1. nm~
It is about 10 μm, preferably about 1 nm to 1 μm,
It is desirable that the particle size is uniform. As such fine particles, for example, an aqueous alumina sol solution can be suitably used.

この際アルミナの粉砕物の分級品を分散又は湿式反応で
沈殿させたもののスラリーをそのまま利用することがで
きる。該微細粒子の使用量は、原料A/原子の総量に対
して通常0.01〜i−Ow t%程度、好ましくは0
.01.〜1 w t%程度とするのがよい。
At this time, a slurry obtained by dispersing or precipitating a classified product of pulverized alumina by a wet reaction can be used as it is. The amount of the fine particles used is usually about 0.01 to i-Ow t%, preferably 0.
.. 01. The content is preferably about 1 wt%.

本発明では、上記(1)〜(3)成分の溶液又は均質分
散液、或いはこれに更にアルミニウム及び/又はホウ素
の酸化物又は水酸化物の微細粒子を均質に懸濁させた液
を噴霧乾燥させる。噴霧乾燥に1.0 当っては、従来公知の方法を広く適用でき、例えばスプ
レードライ方式を挙げることができる。
In the present invention, a solution or homogeneous dispersion of the components (1) to (3) above, or a liquid in which fine particles of aluminum and/or boron oxide or hydroxide are homogeneously suspended, is spray-dried. let For spray drying, a wide variety of conventionally known methods can be used, including, for example, a spray dry method.

噴霧乾燥処理されるべき上記(1)〜(3)成分の溶液
又は均質分散液或いはこれに上記微細粒子を懸濁させた
液の固形分濃度としては、噴霧乾燥時の作業性を考慮し
て、通常5〜80 w t%程度、好ましくは20〜5
0wt%程度とするのがよい。
The solid content concentration of the solution or homogeneous dispersion of the above components (1) to (3) to be spray-dried, or the liquid in which the above-mentioned fine particles are suspended, should be determined in consideration of workability during spray drying. , usually about 5 to 80 wt%, preferably 20 to 5
It is preferable to set it to about 0 wt%.

またこれらの液中のアルミニウム成分とホウ素成分との
割合は、目的とする繊維状ホウ酸アルミニウムの組成に
より広い範囲内から適宜選択すればよいが、AI/B=
1/1〜1−0/1(モル比)の範囲が好ましく、AA
/B=2/1〜5/1の範囲がより好ましい。またアル
カリ金属塩は、噴霧乾燥により得られた乾燥物全重量中
に通常1−0〜95wt%、好ましくは20〜70wt
%含有されているのがよい。
Further, the ratio of aluminum component to boron component in these liquids may be appropriately selected from a wide range depending on the composition of the target fibrous aluminum borate, but AI/B=
The range of 1/1 to 1-0/1 (molar ratio) is preferable, and AA
The range of /B=2/1 to 5/1 is more preferable. The alkali metal salt is usually 1-0 to 95 wt%, preferably 20 to 70 wt% of the total weight of the dry product obtained by spray drying.
It is preferable that the content is %.

本発明においては、繊維生長を助ける空洞化剤としての
炭素物質等を噴霧乾燥に先立ち混合しておいてもよい。
In the present invention, a carbon material or the like as a cavitation agent that aids fiber growth may be mixed prior to spray drying.

本発明では、次に噴霧乾燥により得られた乾燥物を加熱
焼成する。加熱焼成温度は、通常600〜1200℃、
好ましくは1000〜1100’Cが適当である。また
加熱焼成時間は、通常30分〜10時間である。
In the present invention, the dried product obtained by spray drying is then heated and baked. The heating and firing temperature is usually 600 to 1200°C,
Preferably, 1000 to 1100'C is appropriate. Moreover, the heating and baking time is usually 30 minutes to 10 hours.

上記加熱焼成により生成した繊維状ホウ酸アルミニウム
を単離するに際しては、従来公知の方法をいずれも適用
することができる。例えば熱水又はIN程度の熱塩酸、
熱硫酸、熱硝酸等の酸で処理して溶融剤その他の水溶性
成分を溶解後、炉別、水洗、乾燥し、更に必要により分
級して水及び希酸不溶物を分級除去すればよい。
Any conventionally known method can be applied to isolate the fibrous aluminum borate produced by the heating and baking process. For example, hot water or hot hydrochloric acid at about IN level,
After treating with an acid such as hot sulfuric acid or hot nitric acid to dissolve the melting agent and other water-soluble components, it is separated in a furnace, washed with water, dried, and further classified if necessary to remove water and dilute acid insolubles.

発明の効果 本発明によれば、上記(1)〜(3)成分の溶液又は均
質分散液等を噴霧乾燥することにより均質な原料組成物
を調合でき、しかもこれらの各成分が均質且つ密に接触
しているので、加熱焼成時に原料組成物中で均質に溶融
反応が進行するために、生成物であるホウ酸アルミニウ
ムは均質組成で繊維形状が整い、結晶欠陥や多結晶体の
生成が排除され、長繊維でも強度低下の少ないホウ酸ア
ルミニウムウィスカーを得ることができる。
Effects of the Invention According to the present invention, a homogeneous raw material composition can be prepared by spray-drying a solution or a homogeneous dispersion of the components (1) to (3) above, and each of these components can be homogeneously and densely distributed. Since they are in contact with each other, the melting reaction progresses homogeneously in the raw material composition during heating and firing, so the product aluminum borate has a homogeneous composition and a uniform fiber shape, eliminating crystal defects and polycrystalline formation. It is possible to obtain aluminum borate whiskers with little loss of strength even with long fibers.

また本発明によれば、噴霧乾燥で得られた原料組成物は
粒子径の整った粒状物として得られるため、加熱焼成時
に加熱むらがなく均等に加熱されるので、溶融反応が均
質に進と共に、熱効率も優れており、しかも原料組成物
が均質であるために、従来では得られなかった均質なホ
ウ酸アルミニウムウィスカーを得ることができる。
Furthermore, according to the present invention, since the raw material composition obtained by spray drying is obtained as a granular material with a uniform particle size, it is heated evenly without unevenness during heating and firing, so that the melting reaction progresses homogeneously and Since the method has excellent thermal efficiency and the raw material composition is homogeneous, it is possible to obtain homogeneous aluminum borate whiskers that have not been obtained conventionally.

本発明で得られる繊維状ホウ酸アルミニウムウィスカー
は、繊維径や繊維長が揃い、長繊維であり且つ高アスペ
クト比であり、それ故補強材料としてニーズ適合性の高
いものであり、従って断熱性、耐熱性、耐化学薬品性等
に優れるため、断熱材、耐熱材、断熱塗料の他、プラス
チックス、セメント、金属製品の強化用フィラー等きし
て好適に使用され得る。
The fibrous aluminum borate whiskers obtained by the present invention have uniform fiber diameters and fiber lengths, are long fibers, and have a high aspect ratio. Therefore, they are highly compatible with needs as a reinforcing material, and have excellent heat insulation properties. Since it has excellent heat resistance and chemical resistance, it can be suitably used as a heat insulating material, a heat resistant material, a heat insulating paint, and as a filler for reinforcing plastics, cement, and metal products.

実施例 以下に実施例及び比較例を掲げて本発明をより一層明ら
かにする。
EXAMPLES The present invention will be further clarified with reference to Examples and Comparative Examples below.

実施例1 塩化カリウムの1−5%水溶液1.00 gに四ホウ酸
カリウムの水和物(K2B4O7・5H20)の5%水
溶液30g及び硫酸アルミニウムナトリウム水和物(N
aAl(SO4)2 ・12H20)の40%水溶液1
.27 gを攪拌下で混合し、攪拌下で噴霧乾燥機[板
本技研社製]に供給し、平均粒子径約1mmの白色粒状
物67gを得た。尚、このものの中に含まれるAIは4
−.45wt%、Bは0,3wt%であり、元素モル比
はAl17B6.0であった。
Example 1 To 1.00 g of a 1-5% aqueous solution of potassium chloride, 30 g of a 5% aqueous solution of potassium tetraborate hydrate (K2B4O7.5H20) and sodium aluminum sulfate hydrate (N
a40% aqueous solution 1 of Al(SO4)2 ・12H20)
.. 27 g were mixed under stirring and fed to a spray dryer [manufactured by Itamoto Giken Co., Ltd.] under stirring to obtain 67 g of white granules with an average particle diameter of about 1 mm. Furthermore, the AI included in this thing is 4.
−. 45 wt%, B was 0.3 wt%, and the elemental molar ratio was Al17B6.0.

上記白色粒状物67gを直径50mmの金型に充填、1
0 kgl/cm2に加圧成形したものを白金ボ−ドに
移し、マツフル炉で900℃、2時間反応させた後、室
温まで徐冷後、IN塩酸200 ytllで煮沸、次い
で水洗、が別、乾燥することにより、白色粉末4.7g
を得た。
Filling 67g of the above white granules into a mold with a diameter of 50mm, 1
The pressure-molded material to 0 kgl/cm2 was transferred to a platinum board, reacted in a Matsufuru furnace at 900°C for 2 hours, cooled slowly to room temperature, boiled with 200 ytll of IN hydrochloric acid, and then washed with water. By drying, 4.7g of white powder
I got it.

このものはX線回折及び元素分析から 9AA203・2B203であり、繊維径約0.5μm
1繊維長25〜30μmと、繊維形状が揃い、高アスペ
クト比の繊維状ホウ酸アルミニウムであった。収率:9
6% 比較例1一 実施例1で用いたものと同一の原料及び組成、即ち塩化
カリウム15g1四ホウ酸カリウムの水和物(K2 B
40v ・5 H20) 1. 5 g及び硫酸アルミ
ニウムナトリウム水和物 (NaAA (SO4)2 ・]、2H20)50.8
g[いずれもナカライテスク■製、試薬]を200rI
lの水に溶解後、回転式エバポレーターにより水分を蒸
発乾固させたものを67g用い、以下実施例1と同様に
処理して白色の粉末2.9gを得た。
This material was identified as 9AA203/2B203 by X-ray diffraction and elemental analysis, and the fiber diameter was approximately 0.5 μm.
It was a fibrous aluminum borate with a high aspect ratio and a uniform fiber shape with a fiber length of 25 to 30 μm. Yield: 9
6% Comparative Example 1 - Same raw materials and composition as used in Example 1, namely 15 g of potassium chloride, 1 potassium tetraborate hydrate (K2 B
40v ・5 H20) 1. 5 g and sodium aluminum sulfate hydrate (NaAA (SO4)2 .], 2H20) 50.8
g [both reagents manufactured by Nacalai Tesque ■] at 200 rI
After dissolving in 1 liter of water, the water was evaporated to dryness using a rotary evaporator, and 67 g was used and treated in the same manner as in Example 1 to obtain 2.9 g of white powder.

このものはX線回折及び元素分析から、実施例1と同様
に9A1203・2B203であったが、繊維径0. 
1μm1繊維長5〜1−0μmと繊維形状が不揃いであ
り、収率も60%と低かった。
From X-ray diffraction and elemental analysis, this material was found to be 9A1203/2B203 as in Example 1, but the fiber diameter was 0.
The fiber shape was irregular, with a fiber length of 1 μm and a fiber length of 5 to 1-0 μm, and the yield was as low as 60%.

実施例2 塩化カリウムの1,5%水溶液100 gに四ホウ酸カ
リウムの水和物(K2 B407 ・5H20)の5%
水溶液49g及び硫酸アルミニウムナトリウム水和物(
NaAIl(SO4)2 ・]−2T−I20)の40
%水溶液127gを攪拌下で混合し、攪拌下で噴霧乾燥
機[板本技研社製コに供給し、平均粒子径的1mmの白
色粒状物52gを得た。
Example 2 5% of potassium tetraborate hydrate (K2 B407 ・5H20) was added to 100 g of a 1.5% aqueous solution of potassium chloride.
49 g of aqueous solution and sodium aluminum sulfate hydrate (
40 of NaAIl(SO4)2 ・]-2T-I20)
% aqueous solution was mixed under stirring and fed to a spray dryer [manufactured by Itamoto Giken Co., Ltd.] under stirring to obtain 52 g of white granules with an average particle diameter of 1 mm.

上記白色粒状物67gを直径50mmの金型に充填、5
0 kg[7cm2に加圧成形したものをマツフル炉で
1100°C,3時間反応させた後、徐冷し、その後I
N塩酸200z/中で煮沸、次いで水洗、1.5 炉別、乾燥することにより、白色粉末4.2gを得た。
Fill a mold with a diameter of 50 mm with 67 g of the above white granules, 5
0 kg [7 cm2] was reacted in a Matsufuru furnace at 1100°C for 3 hours, slowly cooled, and then I
4.2 g of white powder was obtained by boiling in 200 ml of N-hydrochloric acid, washing with water, heating in a furnace for 1.5 hours, and drying.

このものはX線回折及び元素分析から 9AA’203 ・2B203であり、繊維径約0.5
μm1繊維長25〜30μmと、繊維形状が揃い、高ア
スペクト比の繊維状ホウ酸アルミニウムであった。収率
・94% 実施例3 塩化ナトリウムの20%水溶液100gに硫酸アルミニ
ウム(A12 (SO4)3 )の20%水溶液95g
及びオルトホウ酸(H2PO4)の5%水溶液23gを
用い、実施例]と同様に噴霧乾燥することにより、平均
粒子径0.8mmの白色粒状物40gを得た。尚、この
ものの中に含まれるA/は7.46wt%、Bは0.5
wt%であり、元素モル比はAl/B−6であった。
This material was determined to be 9AA'203/2B203 by X-ray diffraction and elemental analysis, and the fiber diameter was approximately 0.5
It was a fibrous aluminum borate with a fiber length of 25 to 30 μm, a uniform fiber shape, and a high aspect ratio. Yield: 94% Example 3 Add 95 g of a 20% aqueous solution of aluminum sulfate (A12 (SO4)3) to 100 g of a 20% aqueous solution of sodium chloride.
Using 23 g of a 5% aqueous solution of orthoboric acid (H2PO4), 40 g of white granules with an average particle size of 0.8 mm were obtained by spray drying in the same manner as in Example. Furthermore, A/ contained in this material is 7.46 wt%, and B is 0.5 wt%.
wt%, and the elemental molar ratio was Al/B-6.

上記白色物39gを直径30mmの金型に充填、以下実
施例1.と同様に900℃で2時間反応させた後、酸洗
、水洗、炉別、乾燥することにより、白色粉末4.7g
を得た。
39 g of the above white substance was filled into a mold with a diameter of 30 mm, and the following Example 1. After reacting at 900°C for 2 hours in the same manner as above, 4.7 g of white powder was obtained by pickling, water washing, oven separation, and drying.
I got it.

このものはX線回折及び元素分析から 9A1203・2B203であり、繊維径約0 、 4
 μm−、繊維長30〜3511mと、繊維形状が揃い
、長繊維且つ高アスペクI・比の繊維状ホウ酸アルミニ
ウムであった。収率:96%実施例4 実施例1−において調整した塩化カリウム、四ホウ酸カ
リウム及び硫酸アルミニウムからなる均質溶液にAl2
O3濃度を5%に調整したアルミナゾル[日産化学社製
]0.6gを攪拌下で添加し、以下実施例1と同様にし
て白色粉末4.6gを得た。
This material was identified as 9A1203/2B203 by X-ray diffraction and elemental analysis, and the fiber diameter was approximately 0.4.
It was a fibrous aluminum borate having a uniform fiber shape, long fibers, and a high aspect I ratio. Yield: 96% Example 4 Al2 was added to the homogeneous solution consisting of potassium chloride, potassium tetraborate and aluminum sulfate prepared in Example 1-.
0.6 g of alumina sol [manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.] whose O3 concentration was adjusted to 5% was added under stirring, and the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain 4.6 g of white powder.

このものはX線回折及び元素分析から 9A1203・2B203であり、繊維径約1μm1繊
維長50〜60μmと、繊維形状が揃い、長繊維且つ高
アスペクト比の繊維状ホウ酸アルミニウムであった。収
率:94% 実施例5 上記実施例1で得られた9A1203 2B203からなるウィスカーをアルミナ製乳鉢で粉砕
し、300メツシユの篩を通過した粉末を実施例1で調
整した原料混合液中に攪拌下で0.2g添加、均質分散
させたものを、以下実施例1と同様に処理して、白色粉
末4.7gを得た。
This product was found to be 9A1203/2B203 by X-ray diffraction and elemental analysis, and was a fibrous aluminum borate with a uniform fiber shape of about 1 μm in fiber diameter and 50 to 60 μm in fiber length, long fibers, and high aspect ratio. Yield: 94% Example 5 The whiskers made of 9A1203 2B203 obtained in Example 1 above were ground in an alumina mortar, and the powder passed through a 300 mesh sieve was stirred into the raw material mixture prepared in Example 1. 0.2g of the above mixture was added and homogeneously dispersed, and then treated in the same manner as in Example 1 to obtain 4.7g of white powder.

このものはX線回折及び元素分析から 9AI203・2B2o3であり、繊維径約1.5μm
、繊維長70μm前後の繊維形状が揃い、長繊維且つ高
アスペクト比の繊維状ホウ酸アルミニウムであった。収
率、92% 試験例1 実施例1−1実施例2及び比較例1で得られた繊維状ホ
ウ酸アルミニウムと熱可塑性ポリウレタン[武田薬品工
業■製コの比率が30/70の割合にしたものを均質混
合したものを用い、曲げ強さを測定したところ、実施例
」−及び実施例2のものでは、それぞれ600 kgl
/cm2.610 kgf/cm2の強度が得られたが
、比較例1のものでは4.50kgf/cm2の強度に
止まった。
This material was determined to be 9AI203.2B2o3 by X-ray diffraction and elemental analysis, and the fiber diameter was approximately 1.5 μm.
It was a fibrous aluminum borate having a uniform fiber shape with a fiber length of around 70 μm, long fibers, and a high aspect ratio. Yield, 92% Test Example 1 Example 1-1 The ratio of fibrous aluminum borate obtained in Example 2 and Comparative Example 1 to thermoplastic polyurethane [manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.] was 30/70. When the bending strength was measured using a homogeneous mixture of the two materials, it was found that the bending strength of each of Example 1 and Example 2 was 600 kgl.
The strength of Comparative Example 1 was only 4.50 kgf/cm2.

このことから、本発明の方法で得られた繊維状ホウ酸ア
ルミニウムは、補強性に優れたものであることが判る。
This shows that the fibrous aluminum borate obtained by the method of the present invention has excellent reinforcing properties.

試験例2 実施例3〜5で得られた繊維状ホウ酸アルミニウムと熱
可塑性ポリウレタン[武田薬品工業■製]の比率が30
/70の割合にしたものを均質混合したものを用い、曲
げ強さを測定したところ、実施例3のものでは700 
kgl/cm2、実施例4のものでは750 kgf/
cm2、実施例5のものでは750 kgl/cm2の
強度が得うレタ。
Test Example 2 The ratio of fibrous aluminum borate obtained in Examples 3 to 5 and thermoplastic polyurethane [manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Ltd.] was 30
When the bending strength of Example 3 was measured using a homogeneous mixture of 70% and 700%
kgl/cm2, 750 kgf/ in Example 4
cm2, and the letter of Example 5 has a strength of 750 kgl/cm2.

尚、比較例1のウィスカーでは添加量を増大しても曲げ
強さは増大せず逆に低下する傾向を示した。
In addition, in the whisker of Comparative Example 1, even if the amount added was increased, the bending strength did not increase but on the contrary showed a tendency to decrease.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 [1](1)加熱焼成することにより金属酸化物になる
アルミニウム化合物、 (2)ホウ素化合物、及び (3)アルカリ金属塩 の溶液又は均質分散液を噴霧乾燥させ、次いでこれを6
00〜1200℃の温度に加熱焼成することを特徴とす
る繊維状ホウ酸アルミニウムの製造法。 [2]上記(1)成分、(2)成分及び(3)成分の溶
液又は均質分散液に更にアルミニウム及び/又はホウ素
の酸化物又は水酸化物の微細粒子を均質に懸濁させた液
を噴霧乾燥させ、次いでこれを600〜1200℃の温
度に加熱焼成することを特徴とする繊維状ホウ酸アルミ
ニウムの製造法。
[Scope of Claims] [1] A solution or homogeneous dispersion of (1) an aluminum compound that becomes a metal oxide by heating and baking, (2) a boron compound, and (3) an alkali metal salt is spray-dried, and then This is 6
A method for producing fibrous aluminum borate, which comprises heating and firing at a temperature of 00 to 1200°C. [2] Add a solution or homogeneous dispersion of the above components (1), (2) and (3) to a solution in which fine particles of aluminum and/or boron oxide or hydroxide are homogeneously suspended. A method for producing fibrous aluminum borate, which comprises spray drying and then heating and baking the product at a temperature of 600 to 1200°C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017031016A (en) * 2015-08-04 2017-02-09 国立大学法人室蘭工業大学 Method for producing aluminum borate whisker

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017031016A (en) * 2015-08-04 2017-02-09 国立大学法人室蘭工業大学 Method for producing aluminum borate whisker

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