JPH07206432A - α−アルミナ粉末及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】遷移アルミナ、アルミナ化合物またはこれらの
混合物、或いは遷移アルミナ、アルミナ化合物またはこ
れらの混合物に種晶および／または形状制御剤を添加し
たものを、ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガス、または
ハロゲンガスと水蒸気の混合ガスの存在下で焼成し、得
られた焼成物からハロゲンを除去することを特徴とする
α−アルミナ粉末の製造方法、および該方法により得ら
れるα−アルミナ粉末。 【効果】粒径が任意に制御され、形状が均一で、粒度分
布が狭く、これまでにない高い充填性と均質に充填でき
る優れた特性を有し、さらにハロゲン含量が低いα−ア
ルミナ粉末を得ることが可能となり、該α−アルミナ粉
末は、高純度焼結体用原料、研磨材、セラミックフィル
ター等の多孔体用原料、封止材用原料、単結晶用原料と
して利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒径および形状が制御
され、粒度分布が狭く、ハロゲン含有量が低いα−アル
ミナ粉末の製造方法、および該方法により得られるα−
アルミナ粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】α−アルミナ粉末は研磨剤用原料、焼結
体用原料等に広く使用されており、従来より種々の製造
方法が知られているが、以下に示すような種々の問題点
を有している。例えば、特開平３−１３１５１７号公報
に記載の方法（フラックス法）では、得られるα−アル
ミナは、六方最密格子であり、α−アルミナの六方格子
面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径
をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比が５〜４０の六角板状の粒子
しか合成できず、また形状が不均一であるという問題が
ある。

【０００３】英国特許第９９０８０１号およびドイツ国
特許第１７６７５１１号に記載の方法では、得られるα
−アルミナは、形状が不均一で粒度分布が広く、特公昭
４３−８９２９号公報に記載の方法により得られるα−
アルミナは、不純物は少ないが粒度分布が広いという問
題がある。また、特公昭５７−２２８８６号公報に記載
の方法では、コランダムを種晶として添加することによ
ってα−アルミナの粒径の制御を可能としたが、その製
造には高圧下、長時間を要するため、工業的に効率良い
方法とは言えない。

【０００４】さらに、特開昭５９−９７５２８号公報に
記載の方法では、得られるα−アルミナは、平均粒径が
１〜１０μｍで、前記したＤ／Ｈが１に近い形状である
が、製造時に鉱化剤として使用したホウ素またはフッ素
がα−アルミナ中に残存し、焼成時に生成する凝集体が
多数含まれるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、これま
でに知られている製造方法では、得られるα−アルミナ
の粒径を制御することが難しかったり、形状が不均一で
あったり、多結晶体である凝集粒子を多く含んでいた
り、粒度分布が広いなどの理由により、充填性が低く、
均質に充填しないという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、遷移アルミナまたはアルミナ化合物を、
０．１体積％以上のハロゲンが存在する雰囲気ガス下で
焼成することにより、粒径および形状が制御され、粒度
分布が狭いα−アルミナ粉末を容易に得ることができ、
続いてこれを脱ハロゲンすることにより、上記の優れた
特性を維持し、かつ、ハロゲン含有量が低いα−アルミ
ナ粉末を得ることができることを見出した。

【０００７】このようにして得られたα−アルミナ粉末
は、高い充填性を有し、さらに、均質に充填することが
できるという特性を有し、しかもハロゲン含有量が低い
ため、高純度焼結体用原料、研磨材、セラミックフィル
ター等の多孔体用原料、単結晶原料、封止材用原料とし
て有利に使用できることを見いだし、本発明を完成させ
るに至った。

【０００８】本発明は次に記す発明に関する。 〔１〕遷移アルミナまたはアルミナ化合物或いはこれら
の混合物を、ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガスまたは
それらの混合ガスの濃度が０．１体積％以上であるハロ
ゲン化水素含有ガス雰囲気、ハロゲン含有ガス雰囲気ま
たはハロゲンガスと水蒸気含有雰囲下に焼成し、得られ
た焼成物からハロゲンを除去することを特徴とするα−
アルミナ粉末の製造方法。

【０００９】〔２〕８面以上の多面体形状を有する六方
最密格子であり、α−アルミナの六方格子面に平行な最
大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたと
き、Ｄ／Ｈ比が０．５以上３．０以下であり、累積粒度
分布の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径をそれ
ぞれＤ１０、Ｄ９０としたとき、Ｄ９０／Ｄ１０が１０
以下である粒度分布を有するα−アルミナ粒子からな
り、該α−アルミナ粒子のハロゲン含有量が４０ｐｐｍ
以下であることを特徴とするα−アルミナ粉末。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、上記の特徴を有するα−アルミナ粉末
は、原料粉末として、遷移アルミナまたはアルミナ化合
物或いはこれらの混合物を０．１体積％以上のハロゲン
が存在する雰囲気下で焼成した後、脱ハロゲン化するこ
とにより得ることができる。

【００１１】本発明の方法における出発原料としては、
遷移アルミナ、アルミナ化合物、またはこれらの混合物
を使用することができる。または、必要に応じてこれら
に、種晶、形状制御剤、または種晶および形状制御剤を
添加したものを使用することができる。

【００１２】ここで、遷移アルミナとはＡｌ₂ Ｏ₃ とし
て表される多形を有するアルミナの内、α形以外の全て
のアルミナを意味し、具体的にはγ−アルミナ、δ−ア
ルミナ、θ−アルミナ等を例示することができる。

【００１３】原料として使用するアルミナ化合物として
は、例えば、水酸化アルミニウム、硫バン（硫酸アルミ
ニウム）、硫酸アルミニウムカリウムや硫酸アルミニウ
ムアンモニウム等のいわゆる明バン類、アンモニウムア
ルミニウム炭酸塩、アルミニウムの水中放電法等により
得られるアルミナゲルなどの遷移アルミナの前駆体を挙
げることができる。

【００１４】遷移アルミナまたはアルミナ化合物の製造
方法は、特に限定されるものではなく、例えば、水酸化
アルミニウムを熱処理する方法、硫酸アルミニウムを分
解する方法、明バンを分解する方法、塩化アルミニウム
を気相分解する方法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩
を分解する方法、バイヤ−法、有機アルミニウム化合物
を加水分解する方法、またはコンデンサ−等のエッチン
グ廃液から得られるアルミニウム化合物を出発原料とす
る方法などの公知の方法を使用することができる。

【００１５】本発明の製造方法によれば、バイヤ−法の
ような工業的に安価な方法で得られる粒子径が１０μｍ
以上の水酸化アルミニウムや遷移アルミナを原料として
用いて、目的とするα−アルミナ粉末を得ることもでき
る。

【００１６】本発明においては、目的とするα−アルミ
ナ粉末の粒径は、種晶を添加することにより制御するこ
とが可能である。種晶を添加しない場合は、通常、粒径
が０．１〜３０μｍ程度のα−アルミナ粉末を得ること
ができる。この場合、粒径は、出発原料によってある程
度制御することができる。

【００１７】例えば、有機アルミニウム化合物を加水分
解して得られる水酸化アルミニウムを原料とすると粒径
が約１８μｍのα−アルミナ粉末を得ることができ、こ
の水酸化アルミニウムを焼成して得られる遷移アルミナ
を原料とすると粒径が約１０μｍのα−アルミナ粉末を
得ることができる。また、加水分解条件、焼成温度、焼
成雰囲気等を変えることによって、得られるα−アルミ
ナ粉末の粒径を変えることもできる。例えば、高い焼成
温度で得られた遷移アルミナを原料とすると、生成する
α−アルミナ粒子の粒径を小さくすることができる。

【００１８】次に、種晶を添加する場合は、通常、粒径
が０．１〜１０μｍ程度のα−アルミナ粉末を得ること
ができる。この場合、粒径は、種晶の添加量によって制
御することができ、種晶の数が多いほど粒子径は小さく
なる。種晶の添加量は、原料をアルミナに換算し、これ
を１００重量部としたとき、１０^-3〜５０重量部、好ま
しくは１０^-3〜３０重量部、さらに好ましくは１０^-3〜
１０重量部である。原料のアルミナへの換算方法は、例
えば、遷移アルミナを原料とした場合は、数重量％の吸
着水が含有されているとし、水酸化アルミニウムを原料
とした場合は、数十重量％の結晶水が含有されていると
し、これらを除いものがアルミナになるとして計算す
る。

【００１９】種晶は、α−アルミナの結晶成長の起点と
なるものを意味し、該種晶を起点としてそのまわりにα
−アルミナが成長するものであれば特に限定されるもの
ではなく、使用される種晶としては、アルミニウム、チ
タン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの酸化物、窒
化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ハロゲン化物、ホ
ウ化物などが挙げられ、酸化物、窒化物が好ましく、特
に酸化物を用いることが好ましい。これらの金属化合物
は、単独または二種以上混合して用いることができる。

【００２０】種晶の添加方法としては、撹拌、ボ−ルミ
ル、超音波分散等の方法が採用できる。種晶を添加する
かわりに、混合装置の材料の摩耗物を利用して目的とす
るα−アルミナ粉末の粒径を制御することも可能であ
る。例えば、アルミナボ−ルを用いボ−ルミルすること
によってアルミナの摩耗粉を種晶として原料に混合する
ことにより粒径を制御することができる。

【００２１】α−アルミナ粉末の形状を制御するために
は、出発原料である遷移アルミナ、アルミナ化合物また
はその混合物に形状制御剤を添加することが好ましい。
形状制御剤は、結晶の成長の過程で作用し、Ｄ／Ｈ比
（六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行
な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとし
たときのＤとＨの比）および晶癖を変化させる働きをす
るものであり、このような機能を有するものであれば特
に限定されるものではない。

【００２２】形状制御剤としては、例えば、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジル
コニウム、ニオブ、バナジウム、モリブデン、銅、亜
鉛、ホウ素、ケイ素、ランタン、セリウム、ネオジウム
等の金属単体およびこれら金属の酸化物、窒化物、酸窒
化物、炭化物、炭窒化物、ハロゲン化物、ホウ化物等の
金属化合物が挙げられ、酸化物が好ましい。上記の金属
単体、金属化合物は、単独または二種以上混合して使用
される。バナジウムについては、種晶としての機能も有
する。

【００２３】形状制御剤の添加量は、原料をアルミナに
換算し、これを１００重量部としたとき、１０^-3〜５０
重量部、好ましくは１０^-3〜３０重量部、さらに好まし
くは１０^-3〜１０重量部である。例えば、Ｄ／Ｈ比を大
きくする形状制御剤としては、マグネシウム、カルシウ
ム、シリコン、銅、モリブデン、ニオブ、亜鉛、ジルコ
ニウム、バナジウム、ストロンチウムを用いることがで
きる。またＤ／Ｈ比を小さくする形状制御剤としては、
ランタン、セリウム、ネオジウムを用いることができ
る。

【００２４】晶癖を制御する場合、例えば、ｎ面を出さ
しめる形状制御剤としては、ランタン、セリウム、ネオ
ジウム、ジルコニウムを、ｃ面とｒ面からなる粒子を合
成するにはカルシウムを、ａ面を消去するためにはジル
コニウムを、ａ面とｃ面からなる６角柱状にするために
はホウ素を用いることができる。形状制御剤の添加方法
は特に限定されるものではなく、例えば、ボ−ルミル、
超音波分散等の方法を挙げることができる。また混合メ
ディア等の混合装置材料の混合時の摩耗物を形状制御剤
として用いてもよい。

【００２５】さらに目的とするα−アルミナ粉末の粒径
と形状を制御するためには種晶と形状制御剤とを同時に
添加してもよい。これにより目的とする用途に適した一
次粒子の粒子径および形状を有するα−アルミナ粉末を
製造することができる。種晶と形状制御剤とを同時に添
加する場合、添加量の合計は、原料をアルミナに換算
し、これを１００重量部としたとき、１０^-3〜５０重量
部、好ましくは１０^-3〜３０重量部、さらに好ましくは
１０^-3〜１０重量部である。

【００２６】焼成は、ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガ
ス、またはハロゲンガスと水蒸気をを含む雰囲気ガス中
で実施される。

【００２７】焼成工程においてハロゲン化水素ガスを用
いる場合、雰囲気ガスの全体積に対してハロゲン化水素
ガスを０．１体積％以上、好ましくは０．５体積％以
上、さらに好ましくは１体積％以上含有した雰囲気ガス
が使用される。ハロゲン化水素ガスの希釈ガスとして
は、窒素や水素あるいはアルゴン等の不活性ガスまたは
空気を用いることができる。ハロゲン化水素ガスを含む
雰囲気ガスの圧力は、通常、常圧であるが、特に限定さ
れず工業的に用いられている範囲において任意に選ぶこ
とができる。このような雰囲気ガス中で焼成することに
より、低い温度で目的とするα−アルミナ粉末を得るこ
とができる。焼成温度は５００〜１４００℃、好ましく
は６００〜１３００℃、さらに好ましくは８００〜１２
００℃である。

【００２８】焼成工程においてハロゲンガスを用いる場
合、雰囲気ガスの全体積に対してハロゲンガスを０．１
体積％以上、好ましくは０．５体積％以上、さらに好ま
しくは１．０体積％以上含有した雰囲気ガスが使用され
る。ハロゲンガスの希釈ガスとしては、窒素や水素ある
いはアルゴン等の不活性ガスまたは空気を用いることが
できる。ハロゲンガスを含む雰囲気ガスの圧力は、通
常、常圧であるが、特に限定されず工業的に用いられて
いる範囲において任意に選ぶことができる。このような
雰囲気ガス中で焼成することにより、低い温度で目的と
するα−アルミナ粉末を得ることができる。焼成温度は
９５０〜１５００℃、好ましくは１０５０〜１４００
℃、さらに好ましくは１１００〜１３００℃である。

【００２９】焼成工程においてハロゲンガスと水蒸気を
含む雰囲気ガスを用いる場合、雰囲気ガスの全体積に対
しハロゲンガスを０．１体積％以上、好ましくは０．５
体積％以上、さらに好ましくは１体積％以上と、水蒸気
を０．０１体積％以上、好ましくは０．１体積％以上、
さらに好ましくは０．５体積％以上含有した雰囲気ガス
が使用される。ハロゲンガスの希釈ガスとしては、窒素
や水素あるいはアルゴン等の不活性ガスまたは空気を用
いることができる。水蒸気は、窒素ガスにより焼成炉内
に搬送され、その体積％は水の温度による飽和水蒸気圧
変化により制御される。ハロゲンガスと水蒸気を含む雰
囲気ガスの圧力は、通常、常圧であるが、特に限定され
ず工業的に用いられている範囲において任意に選ぶこと
ができる。このような雰囲気ガス中で焼成することによ
り、目的とするα−アルミナ粉末を得ることができる。
ハロゲンガスと水蒸気を用いた場合の焼成温度は５００
〜１４００℃、好ましくは６００〜１３００℃以下、さ
らに好ましくは８００〜１２００℃である。

【００３０】上記した雰囲気ガスを用い、それぞれに対
応した焼成温度で焼成することにより、工業的に有利な
生成速度で、α−アルミナ粒子同士の凝集が起こりにく
く、焼成直後でも粒度分布の狭いα−アルミナ粒子から
なるα−アルミナ粉末を得ることができる。焼成時間
は、遷移アルミナまたはアルミナ化合物がα−アルミナ
に結晶成長するまで焼成すれば十分であり、好ましくは
１分以上、より好ましくは１０分以上である。本発明の
製造方法によれば、従来の方法に比べ短時間で目的とす
るα−アルミナ粉末を得ることができる。

【００３１】雰囲気ガスの供給源や供給方法は、遷移ア
ルミナ等の原料が存在する反応系に上記の雰囲気ガスを
導入できれば特に限定されない。例えば、ハロゲン化水
素ガスやハロゲンガス供給源としては、通常はボンベガ
スを用いるが、得られるハロゲン化水素ガスやハロゲン
ガスを所定のガス組成になるようにしてボンベガスの代
わりとして固体状または液体状のハロゲン化合物を用い
ることもできる。

【００３２】固体状または液体状のハロゲン化水素ガス
供給源としては、例えば、フッ酸、塩酸、臭化水素酸等
のハロゲン化水素の溶液、フッ化アンモンニウム、塩化
アンモンニウム、臭化アンモンニウム、ヨウ化アンモン
ニウム等のハロゲン化アンモニウムなどのハロゲン化合
物、ハロゲン含有高分子化合物などが挙げられ、塩化ア
ンモンニウムが好ましく使用される。例えば、塩化アン
モンニウムは約４００℃で昇華するので、原料と混合す
るか、または原料と同時に炉内に導入するかして、昇華
させ、塩化水素ガス雰囲気を作ることができる。塩化ア
ンモンニウムを用いてバッチ法で実施した場合、塩化ア
ンモンニウムは、本発明の焼成温度では完全に分解し、
モル分率に従って体積％でそれぞれ塩化水素ガス３３体
積％、窒素ガス１７体積％、水素ガス５０体積％の雰囲
気を形成する。塩化水素ガス濃度は、塩化アンモニウム
の充填量と炉の大きさにより調整する。

【００３３】固体状または液体状のハロゲンガス供給源
としては、例えば、固体状のＫ₂ Ｎ₂ Ｆ₆ ・ＫＦや固体
状のヨウ素、液体臭素や液体状の臭素酸、ハロゲン含有
高分子化合物などが挙げられる。固体状のハロゲンガス
供給源についても塩化アンモンニウムと同様にして使用
することができる。

【００３４】ハロゲン化水素ガス濃度が高いほど、低温
度で短時間焼成するだけでも高純度のα−アルミナ粉末
を得ることが可能となる。ガスの供給方法としては連続
方式または回分方式のいずれの方法も使用することがで
きる。

【００３５】焼成装置は必ずしも限定されず、通常の焼
成炉を用いることができる。焼成炉は、ハロゲン化水素
ガス、ハロゲンガス等に腐食されない材質で構成されて
いることが望ましく、さらに雰囲気を調整できる機構を
備えていることが望ましい。また、ハロゲン化水素ガス
やハロゲンガス等の酸性ガスを用いるため、焼成炉は気
密性であることが望ましく、工業的にはトンネル炉、ロ
−タリ−キルン、またはプッシャ−炉等を用いることが
できる。製造工程の中で用いられる装置の材質として
は、酸性の雰囲気中で反応が進行するため、アルミナ
製、石英製、耐酸煉瓦製、白金製、炭化ケイ素製、ムラ
イト製またはグラファイト製のルツボやボ−ト等が好ま
しく使用される。

【００３６】上記した遷移アルミナ等の原料の焼成を工
業的により効率良く実施する方法として、固体状または
液体状のハロゲン化水素ガス源および／またはハロゲン
ガス源を焼成炉内に直接供給し、ハロゲン化水素ガスお
よび／またはハロゲンガスを含有する雰囲気中で連続的
に焼成する方法を挙げることができる。

【００３７】この場合には、雰囲気の全体積に対して、
ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガス、またはこれらの混
合物を１体積％以上、好ましくは５体積％以上、より好
ましくは１０体積％以上含有する雰囲気ガスを形成する
よう固体状または液体状のハロゲン化水素ガス源、ハロ
ゲンガス源、またはこれらの混合物を焼成炉内に直接供
給して、遷移アルミナおよび／またはアルミナ化合物を
焼成することが好ましい。

【００３８】また、ハロゲンガス源と水蒸気とを同時に
供給してもよい。この場合、焼成炉内のハロゲンガスお
よび水蒸気を含有する雰囲気の圧力は特に限定されず、
工業的に用いられる範囲において任意に選ぶことができ
る。

【００３９】アルミナ原料を焼成する焼成炉内の雰囲気
中のハロゲン化水素ガスまたはハロゲンガスの濃度は、
上記の所定の濃度に保たれていれば十分であるので、ハ
ロゲン化水素ガス源またはハロゲンガス源となる固体状
または液体状の物質は、焼成炉内の雰囲気中のハロゲン
化水素ガスまたはハロゲンガスを上記の濃度に維持する
量だけ供給すればよい。また、過剰に供給しても特に問
題はなく、排出する必要もない。

【００４０】ハロゲン化水素ガス源またはハロゲンガス
源となる固体状または液体状の物質は焼成炉内へ直接供
給されることが好ましい。これらのガス源は、単独で供
給してもよいがアルミナ原料と混合して供給してもよ
い。例えば、連続で操業するプッシャー式トンネル炉の
ような間欠的に原料を供給する炉の場合は、アルミナ原
料を入れる容器にガス源入れて炉内に挿入してもよいの
で、ボンベガスを用いる場合に比べてガス供給のための
設備が不要となる。

【００４１】さらに、焼成炉の最高均熱ゾーンにおいて
ハロゲン化水素ガスおよび／またはハロゲンガスの濃度
を必要濃度以上に維持するため、固体状または液体状の
ハロゲン化水素ガス源および／またはハロゲンガス源が
分解して生成したハロゲン化水素ガスおよび／またはハ
ロゲンガスは、遷移アルミナおよび／またはアルミナ化
合物の供給方向と並流して流すことが好ましい。

【００４２】ハロゲン化水素ガスおよび／またはハロゲ
ンガスをアルミナ原料の供給方向と並流に流す方法とし
ては、該アルミナ原料の入口側から炉内の最高均熱ゾー
ンの方向に該ガスを流し、窒素ガスでこれらのガスを搬
送する方法、または焼成して得られたα−アルミナ粉末
の取り出し口からブロワーで吸引する方法などが挙げら
れ、これにより炉内の焼成が行われる領域の雰囲気が常
に所定の濃度の雰囲気に保つことが容易になる。ここ
で、最高均熱ゾーンとは、遷移アルミナおよび／または
アルミナ化合物がハロゲン化水素ガスおよび／またはハ
ロゲンガスと反応して焼成が行われる領域のことで、炉
内ではここの温度が反応に最適な最高温度に維持されな
ければならない。

【００４３】焼成温度は好ましくは６００℃以上１４０
０℃以下、より好ましくは７００℃以上１３００℃以
下、さらに好ましくは８００℃以上１２００℃以下であ
る。この温度範囲に制御して焼成することにより、焼成
直後でも粒度分布の狭いα−アルミナ粒子からなる粉末
状のα−アルミナを工業的に有利な生成速度で得ること
ができる。

【００４４】焼成時間は、アルミナ原料がα−アルミナ
に成長するまで焼成すれば十分であり、好ましくは１分
以上、より好ましくは１０分以上である。従来の方法に
比べて、より短時間で目的とするα−アルミナ粉末を得
ることができる。焼成装置は連続に原料を供給し製品を
取り出すことができるトンネル炉やロータリーキルン等
の連続式焼成炉が用いられるが、特に電気加熱方式また
は間接ガス加熱方式のトンネル炉を用いることが好まし
い。

【００４５】焼成炉はハロゲン化水素ガス、ハロゲンガ
ス等に腐食されない材質で構成されていることが望まし
く、さらには雰囲気を調整できる機構を備えていること
が望ましい。また、ハロゲン化水素ガスやハロゲンガス
等の酸性ガスを用いるので、焼成炉には気密性があり、
装置の材質は、アルミナ製、石英製、耐酸煉瓦製、白金
製、炭化ケイ素製、ムライト製またはグラファイト製の
ルツボやボ−ト等が好ましく使用される。

【００４６】本発明の方法では、ハロゲン化水素ガスま
たは、ハロゲンガスまたは、ハロゲンガスと水蒸気を含
有する雰囲気下で焼成するため、焼成したものにハロゲ
ンが残留することからハロゲンを除去する。例えば、得
られた粒径が１μｍ以下の微粒のα−アルミナ粉末で
は、表面積が大きいことから焼成直後にはハロゲンが２
００ｐｐｍ以上残留している場合がある。また粒径が数
μｍの表面積が小さいα−アルミナ粉末粒子でも数十ｐ
ｐｍ残留している場合がある。ハロゲンが数百ｐｐｍ以
上残留している場合、例えば、封止材用原料として用い
たときに、ＩＣに封止後、腐食性のハロゲンイオンが流
出してアルミニウム配線を断線させる等の問題を発生さ
せることがある。したがって、このようにハロゲンイオ
ンが悪影響を及ぼす用途、例えば、高純度焼結体用原
料、研磨材、セラミクフィルター、封止材用原料、単結
晶用原料等の用途に使用する場合にはハロゲンを除去す
ることが必要である。

【００４７】ハロゲンの除去方法としては、例えば、次
のような方法が挙げられる。 （ａ）ハロゲンを含有したα−アルミナ粉末を、空気
中、窒素中、またはこれらに水蒸気、酸素、水素、二酸
化炭素、アルコール、アンモニアから選ばれる一種以上
のガスを０．１体積％以上、好ましくは１体積％以上、
さらに好ましくは１０体積％以上含有する雰囲気中で５
５０℃〜１４００℃までの温度範囲で、好ましくは６０
０〜１２００℃、さらに好ましくは８００〜１２００℃
の温度範囲で熱処理する方法。熱処理時間は１分以上、
好ましくは１０分以上、さらに好ましくは１時間以上で
ある。例えば、用途によりハロゲンの残留濃度を１０ｐ
ｐｍ以下とする場合は、上記のガスを１体積％以上含有
する雰囲気中で８００℃以上で、３０分以上熱処理すれ
ばよい。

【００４８】（ｂ）ハロゲンを含有したα−アルミナ粉
末を、不活性ガス雰囲気中で６００〜１４００℃、好ま
しくは９００〜１２００℃の温度範囲で熱処理する方
法。熱処理時間は１分以上、好ましくは３０分以上、さ
らに好ましくは１時間以上である。

【００４９】（ｃ）ハロゲンを含有したα−アルミナ粉
末を、１Ｔｏｒｒ以下、好ましくは０．１Ｔｏｒｒ以下
の減圧下で４００〜１４００℃、好ましくは７００〜１
２００℃の温度範囲で熱処理する方法。熱処理時間は１
分以上、好ましくは１０分以上、さらに好ましくは１時
間以上である。

【００５０】（ｄ〜ｆ）ハロゲンを含有したα−アルミ
ナ粉末を、（ｄ）水、アルカリ性溶液（ｐＨ９〜１３）
またはアルコール溶液で洗浄処理後、７０〜３００℃の
温度範囲で乾燥処理する方法、（ｅ）水、アルカリ性溶
液（ｐＨ９〜１３）またはアルコール溶液を沸点まで加
熱して煮沸処理後、７０〜３００℃の温度範囲で乾燥処
理する方法、または（ｆ）水、アルカリ性溶液（ｐＨ９
〜１３）またはアルコール溶液を用い７０〜２００℃の
温度範囲でオートクレーブで処理後、７０〜３００℃の
温度範囲で乾燥処理する方法。

【００５１】使用されるアルカリ性溶液は、特に限定は
されないが、アンモニア、水酸化ナトリウム等を所定の
ｐＨに溶液を調整して用いることができる。また、使用
されるアルコール類としては、特に限定はされないが、
エタノール、メタノール等を用いることができる。

【００５２】オートクレーブ処理をする場合には、各溶
媒の飽和蒸気圧で処理すれば十分脱ハロゲン効果がある
が、処理時間を短くしたい場合は加圧機構のあるオート
クレーブを用いることが好ましい。いずれの場合も除去
されるハロゲン量は微量であるので、通常使用される市
販の焼成炉やオートクレーブを使用することができる。

【００５３】さらに、α−アルミナ粉末が微粒の場合、
一部が軽く凝集している粒子が存在する場合があるた
め、用途によっては解砕工程を加えることが好ましい。
解砕工程は、脱ハロゲン工程の前または後を選択するこ
とができるが、工業的な生産設備を考える場合、いずれ
か都合のよい順序でプロセスを設計することができる。

【００５４】解砕方法は、特に限定されるものではない
が、例えば、ジェットミル、振動ミル、ボールミル等を
用いて実施することができ、特にジェットミルを用いる
ことが好ましい。本発明で得られるα−アルミナ粉末の
凝集は弱く、小さい粉砕エネルギーでも十分粉砕するこ
とが可能であり、例えば、ジェットミルを用いる場合、
供給する空気の圧力は、従来法により製造されたα−ア
ルミナ粉末では十分な解砕ができない程度の圧力；１〜
６ｋｇ／ｃｍ² でも本発明のα−アルミナ粉末を解砕す
ることができる。

【００５５】本発明の方法により得られたα−アルミナ
粒子は、粒径が制御されており、形状が均一で、粒度分
布が狭いことから、高い充填性および均質に充填できる
優れた特性を有し、さらにハロゲン含有量が低いという
優れた性質を有する。また、本発明の粒子は結晶内部が
均一であるが、種晶を添加することなく製造されたα−
アルミナ粒子は、特に均一性が優れている。

【００５６】該α−アルミナ粒子は、８面以上の多面体
の形状を有する六方最密格子であり、その六方格子面に
平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨ
としたときＤ／Ｈ比が０．５以上３．０以下であり、そ
の粒度分布が、微粒側から累積１０％、累積９０％の粒
径をそれぞれＤ１０、Ｄ９０としたときにＤ９０／Ｄ１
０が１０以下であるα−アルミナ粒子からなり、ハロゲ
ン含有量が４０ｐｐｍ以下である。該α−アルミナ粒子
の数平均粒径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下程度であ
る。

【００５７】該α−アルミナ粒子は、充填性が高く、均
質に充填でき、さらにハロゲン含有量が低いことから、
単結晶用原料、高純度焼結体用原料、研磨材、セラミッ
クフィルター等の多孔体用原料、封止材用原料等に使用
することができる。

【００５８】粒度分布は、Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下で
あるが、好ましくは７以下である。Ｄ９０／Ｄ１０が７
以下では充填性が良好であるので、特に高い充填性が要
求される単結晶用原料、封止材用原料等の用途に好まし
い。

【００５９】ハロゲン含有量は、４０ｐｐｍ以下であ
り、好ましくは２０ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐ
ｐｍ以下である。単結晶用原料、高純度焼結体用原料等
の用途にはハロゲン含有量が２０ｐｐｍ以下であること
が好ましい。さらにハロゲンによる腐食が問題となる封
止材用原料の用途にはハロゲン含有量が１０ｐｐｍ以下
であることが好ましい。

【００６０】アルミナ純度は、使用原料の純度に依存す
るが、本発明の方法によれば使用原料と同等またはそれ
以上のアルミナ純度のα−アルミナ粒子を得ることがで
きる。アルミナ純度は、９９．９０重量％以上であるこ
とが好ましく、特に９９．９５重量％以上であることが
好ましい。

【００６１】単結晶用原料用途にはアルミナ純度が９
９．９０重量％以上であることが好ましい。また、高純
度焼結体用原料の用途にはアルミナ純度が９９．９５重
量％以上であることが好ましい。アルミナ純度が９９．
９５重量％以上では、異常粒成長が起きず、均一な組織
を有する高強度の焼結体を得ることができ、また単結晶
原料でも固体レーザー用等の特に高純度を必要とする用
途に使用することができる。本発明の方法によれば、Ｆ
ｅおよびＣａの含有量を減少させることができるので、
異常粒成長が起きず、特に高純度焼結体用原料として好
ましい。

【００６２】α−アルミナ粒子は、例えば、以下に示す
ような方法により加工して上記の用途に使用することが
できる。単結晶を製造する場合は、例えば、ルツボに原
料α−アルミナ粉末を充填し、融点まで昇温、融解した
後、冷却するというプロセスを数回繰り返し、ルツボに
融液を充分充填した後、これを引き上げるチョクラルス
キー法により製造する。この方法では、コスト面や不純
物の混入防止の観点から、昇温、融解の回数を減らすこ
とが要望されており、そのためには原料α−アルミナ粉
末の充填密度を高くすることが好ましい。本発明のα−
アルミナ粉末は、粒径が制御され、形状が均一で、粒度
分布が狭いため、従来のα−アルミナに比べて充填密度
が高いことから単結晶用原料として好ましい。

【００６３】高純度焼結体およびセラミックフィルター
等の多孔体を製造する場合は、本発明のα−アルミナ粉
末をプレス成形、スリップキャスト、射出成形、押出し
成形等の方法により成形し、これを焼結、加工すること
により製造する。高純度焼結体は、成形体中の粉末の充
填が不均一な場合、焼結時に不均一な収縮が起こり寸法
精度が低下し、また、粒度分布が広く凝集粒が存在した
り不純物が存在する場合には強度や耐磨耗性が低下する
ため、該用途には凝集粒がなく均一に充填した成形体が
得られるα−アルミナ粉末を使用することが好ましい。
本発明のα−アルミナ粉末は形状が均一で粒度分布が狭
く、均一に充填することが可能であるため高純度焼結体
用途に好ましい。

【００６４】セラミックフィルター等の多孔体は、用途
により濾過する物質の粒径が異なり、また濾過効率が高
いことが要求されるため、多孔体中の細孔径が制御可能
で、細孔径分布が狭い多孔体が好ましい。本発明のα−
アルミナ粉末は形状が均一で粒度分布が狭く、粒径を制
御することが可能であるため、成形体中の細孔径を制御
することが可能で、任意の細孔径を有するセラミックフ
ィルター等の多孔体を製造することができるため好まし
く使用される。

【００６５】また、本発明のα−アルミナ粉末は、エポ
キシ樹脂と混合して、これをＩＣやＬＳＩに塗布するな
どしてＩＣやＬＳＩの機械的強度、耐熱性、耐久性、熱
伝導性等を向上させる封止材として使用される。本発明
のα−アルミナ粉末は形状が均一で粒度分布が狭く、均
一に充填することが可能で、しかも腐食の原因となるハ
ロゲン等の含有量が少なく高純度であるため封止材原料
として好ましい。また、本発明のアルミナ粉末は、高い
圧壊強度を有しており、研磨材用として好ましい。

【００６６】また、該α−アルミナ粉末は、高い充填
性、均質に充填できる優れた特性を有し、さらにハロゲ
ン含有量が低いことから、イットリウムアルミニウムガ
ーネット（ＹＡＧ）、サファイア、ルビー等の単結晶用
原料、高純度焼結体用原料、研磨材、セラミックフィル
ター、封止材用原料等に使用することができる。

【００６７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は実施例により限定されるものではない。
なお、本発明における各種測定は以下の方法で行った。 １．α−アルミナ粉末の数平均粒径と粒度分布（Ｄ９０
／Ｄ１０）の測定。 （１）数平均粒径は、α−アルミナ粉末の走査型電子顕
微鏡（日本電子株式会社製、Ｔ−３００）写真から８０
ないし１００個の粒子を選び出して画像解析を行い、円
相当径の平均値とその分布を求めた。円相当径とは、面
積の等しい真円の直径に換算した値を言う。 （２）（Ｄ９０／Ｄ１０）の値は、レ−ザ−散乱法を測
定原理とするマスタ−サイザ−（マルバ−ン社製）を用
いて測定した。ここで、累積粒度分布の微粒側から、累
積１０％、累積９０％のところの粒径をそれぞれＤ１
０、Ｄ９０と称する。

【００６８】２．α−アルミナ粉末の形状（Ｄ／Ｈ）の
測定。 本発明においてα−アルミナ粉末の形状とは、六方最密
格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子
径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたときのＤ
／Ｈ比をいう。（Ｄ／Ｈ）はα−アルミナ粉末の走査型
電子顕微鏡（日本電子株式会社製、Ｔ−３００）写真か
ら５ないし１０個の粒子を選び出してＤ／Ｈを測定し、
その平均値として求めた。

【００６９】３．ハロゲンの残留濃度測定。 １０ｐｐｍ以上の残留ハロゲン量は蛍光Ｘ線により測定
した。α−アルミナ粉末を直径４０ｍｍの容器に入れ、
これにＸ線を照射した。１０ｐｐｍ未満の残留ハロゲン
量はグロー放電質量分析法により測定した。α−アルミ
ナ粉末をＩｎ線に付着させて分析した。

【００７０】４．結晶面の数および晶癖の評価 （１）結晶面の数 α−アルミナのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株
式会社製：Ｔ−３００）写真を写し、その写真の画像解
析により求めた。 （２）晶癖の評価 また、本発明におけるα−アルミナの粒子の形状の評価
として、結晶の晶癖を観察した。本発明により得られた
α−アルミナ粒子の晶癖（ＡからＩで表す）を図５に示
した。α−アルミナは六方晶であり、晶癖とはａ面｛１
１２０｝、ｃ面｛０００１｝、ｎ面｛２２４３｝および
ｒ面｛１０１２｝からなる結晶面の現れ方で特徴づけら
れる結晶の形態をいう。図５に結晶面ａ、ｃ、ｎおよび
ｒを記した。

【００７１】５．アルミナ純度の測定 発光分析により不純物イオンの混入量を測定し、不純物
を酸化物換算して求めた。ハロゲン含有量は蛍光Ｘ線分
析法またはグロー放電質量分析法により求めた。このよ
うにして求めた不純物含有量（重量％）を１００重量％
から差し引いてアルミナ純度とした。 ６．粒子の圧壊強度の測定 ダイナミック超微小硬度計〔（株）島津製作所製〕によ
り測定した。

【００７２】実施例において使用した遷移アルミナ等の
原料はつぎに示すとおりである。 １．遷移アルミナ アルミニウム有機金属化合物の加水分解法により得た水
酸化アルミニウムを焼成した遷移アルミナ（商品名：Ａ
ＫＰ−Ｇ１５、住友化学工業（株）製、２次粒径：約４
μｍ） ２．水酸化アルミニウム アルミニウム有機金属化合物の加水分解により合成して
得た粉末であり、２次粒径は約８μｍである。 ３．ハロゲン化水素ガスおよびハロゲンガス ハロゲン化水素ガスとしては塩化水素ガスを用いた。塩
化水素ガスは鶴見ソーダ（株）製のボンベ塩化水素ガス
（純度９９．９％）を用いた。塩素ガスは藤本産業
（株）製のボンベ塩素ガス（純度９９．４％）を用い
た。

【００７３】実施例１ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。該遷移アルミ
ナ粉末２００ｇをグラファイトボ−トに充填し、石英炉
芯管を用いた管状炉にて焼成した。希釈ガスとして窒素
ガスを用い、昇温速度５００℃／時間にて昇温し、８０
０℃になったときボンベ塩化水素ガスを導入した。雰囲
気の濃度調整は流量計により窒素ガスとボンベ塩化水素
ガスのそれぞれのガス流量を調整した。雰囲気全体の流
量は線速度２０ｍｍ／分に調整した。雰囲気ガスの全圧
はすべて大気圧であった。１１００℃に至った後はその
温度で３０分間保持した後、自然放冷した。得られたα
−アルミナ粉末を空気中６００℃で３０分間脱塩素を行
い、目的とするα−アルミナ粉末を得た。結果を表１お
よび表２に示す。実施例１で得た粉末状のα−アルミナ
のＳＥＭ写真を図１に、粒度分布を図２示す。粒子の圧
壊強度は５８０ｋｇ／ｍｍ² と高い値であった。

【００７４】実施例２ 原料アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法により合成した水酸化アルミニウム（水アルと
略すことがある）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、α−アルミナ粉末を得た。結果を表１および表２に
示す。

【００７５】実施例３ 遷移アルミナとして、明バン（和光純薬株式会社製）を
用いた以外は実施例１と同様にして、α−アルミナ粉末
を得た。結果を表１および表２に示す。

【００７６】実施例４ 遷移アルミナとして、硫バン（和光純薬株式会社製）を
用いた以外は実施例１と同様にして、α−アルミナ粉末
を得た。結果を表１および表２に示す。

【００７７】実施例５ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、以下、実施例１と同様にして、α
−アルミナ粉末を得た。結果を表１および表２に示す。

【００７８】実施例６ 実施例５で得たα−アルミナ粉末をジェットミル（日本
ニューマチック工業株式会社製、ＰＪＭ−１００ＳＰ）
により解砕した。解砕条件は、空気圧６ｋｇ／ｃｍ
² で、粉末の供給速度を２．４ｋｇ／ｈｒとした。結果
を表１および表２に示す。また、ＦｅおよびＣａの含有
量はそれぞれ７ｐｐｍおよび４ｐｐｍであった。

【００７９】実施例７ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、以下、実施例１と同様にして、雰
囲気温度１１００℃で３０分間保持した後、自然放冷し
てα−アルミナ粉末を得た。次に、得られたα−アルミ
ナ粉末をジェットミルにより解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ
² で、粉末の供給速度を２．４ｋｇ／ｈｒ）してから空
気中６００℃で３０分間脱塩素を行い、目的とするα−
アルミナ粉末を得た。結果を表１および表２に示す。

【００８０】実施例８ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、石英炉芯管を用いた管状炉にて焼
成した。昇温速度５００℃／時間にて昇温し、４００℃
になったときボンベ塩化水素ガスのみを導入した。雰囲
気の濃度調整は流量計によりボンベ塩化水素ガスの流量
を調整して行った。雰囲気全体の流量は線速度２０ｍｍ
／分に調整した。雰囲気ガスの全圧はすべて大気圧であ
った。６００℃に至った後はその温度で９０分間保持し
た後、自然放冷した。得られたα−アルミナ粉末を空気
中６００℃で３０分間脱塩素を行った後、ジェットミル
により解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ² で、粉末の供給速度
を２．４ｋｇ／ｈｒ）して目的とするα−アルミナ粉末
を得た。結果を表１および表２に示す。

【００８１】実施例９ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、石英炉芯管を用いた管状炉にて焼
成した。昇温速度５００℃／時間にて昇温し、８００℃
になったときボンベ塩素ガスのみを導入した。雰囲気の
濃度調整は流量計によりボンベ塩素ガスの流量を調整し
て行った。雰囲気全体の流量は線速度２０ｍｍ／分に調
整した。雰囲気ガスの全圧はすべて大気圧であった。１
２００℃に至った後はその温度で３０分間保持した後、
自然放冷した。得られたα−アルミナ粉末を空気中６０
０℃で３０分間脱塩素を行った後、ジェットミルにより
解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ² で、粉末の供給速度を２．
４ｋｇ／ｈｒ）して目的とするα−アルミナ粉末を得
た。結果を表１および表２に示す。

【００８２】実施例１０ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、石英炉芯管を用いた管状炉にて焼
成した。希釈ガスとして窒素ガスを用い、昇温速度５０
０℃／時間にて昇温し、６００℃になったときボンベ塩
素ガスと水蒸気とを導入した。雰囲気の濃度調整は流量
計により窒素ガスとボンベ塩素ガスのそれぞれのガス流
量を調整した。雰囲気全体の流量は線速度２０ｍｍ／分
に調整した。雰囲気ガスの全圧はすべて大気圧であっ
た。８００℃に至った後はその温度で９０分間保持した
後、自然放冷した。次に、得られたα−アルミナ粉末を
ジェットミルにより解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ² で、粉
末の供給速度を２．４ｋｇ／ｈｒ）してから空気中６０
０℃で３０分間脱塩素を行い、目的とするα−アルミナ
粉末を得た。結果を表１および表２に示す。

【００８３】実施例１１ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。形状制御剤と
してＭｇＯ粉末（和光純薬株式会社製）６ｇを用い、こ
れを上記遷移アルミナ粉末に混合して２０６ｇとし、該
混合物をグラファイトボ−トに充填し、石英炉芯管を用
いた管状炉にて焼成した。希釈ガスとして窒素ガスを用
い、昇温速度５００℃／時間にて昇温し、８００℃にな
ったときボンベ塩化水素ガスを導入した。雰囲気の濃度
調整は流量計により窒素ガスとボンベ塩化水素ガスのそ
れぞれのガス流量を調整した。雰囲気全体の流量は線速
度２０ｍｍ／分に調整した。雰囲気ガスの全圧はすべて
大気圧であった。１１００℃に至った後はその温度で３
０分間保持した後、自然放冷した。得られたα−アルミ
ナ粉末を空気中６００℃で３０分間脱塩素を行い、目的
とするα−アルミナ粉末を得た。結果を表１および表２
に示す。

【００８４】実施例１２ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、形状制御剤としてＭｇＯ
粉末（和光純薬株式会社製）６ｇを用い、これを上記遷
移アルミナ粉末に混合して２１７．６ｇとし、該混合物
をグラファイトボ−トに充填し、石英炉芯管を用いた管
状炉にて焼成した。希釈ガスとして窒素ガスを用い、昇
温速度５００℃／時間にて昇温し、８００℃になったと
きボンベ塩化水素ガスを導入した。雰囲気の濃度調整は
流量計により窒素ガスとボンベ塩化水素ガスのそれぞれ
のガス流量を調整した。雰囲気全体の流量は線速度２０
ｍｍ／分に調整した。雰囲気ガスの全圧はすべて大気圧
であった。１１００℃に至った後はその温度で３０分間
保持した後、自然放冷した。次に、得られたα−アルミ
ナ粉末をジェットミルにより解砕してから空気中６００
℃で３０分間脱塩素を行い、目的とするα−アルミナ粉
末を得た。結果を表１および表２に示す。

【００８５】実施例１３ 遷移アルミナとして、アルミニウム有機金属化合物の加
水分解法による遷移アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−Ｇ１
５、住友化学工業株式会社製）を用いた。種晶としてα
−アルミナ粉末（商品名ＡＫＰ−５０、住友化学工業株
式会社製）１１．６ｇを用い、これを上記遷移アルミナ
粉末に混合して２１１．６ｇとし、該混合物をグラファ
イトボ−トに充填し、以下、実施例１と同様にして、雰
囲気温度１１００℃で３０分間保持した後、自然放冷し
てα−アルミナ粉末を得た。次に、得られたα−アルミ
ナ粉末を空気中１０００℃で３０分間脱塩素を行った
後、ジェットミルにより解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ
² で、粉末の供給速度を２．４ｋｇ／ｈｒ）して目的と
するα−アルミナ粉末を得た。結果を表１および表２に
示す。

【００８６】実施例１４ 脱塩素の温度を９００℃とした以外は実施例１３と同様
にして目的とするα−アルミナ粉末を得た。結果を表１
および表２に示す。

【００８７】

【表１】

【００８８】

【表２】

【００８９】実施例１５ 脱塩素を窒素雰囲気中１１００℃で１８０分間行った以
外は実施例１３と同様にして目的とするα−アルミナ粉
末を得た。結果を表３および表４に示す。

【００９０】実施例１６ ロータリーポンプ（真空機工株式会社製、ＧＶＤ−０５
０Ａ）で０．１Ｔｏｒｒに減圧して、１０００℃で脱塩
素を６０分間行う以外は実施例１３と同様にして目的と
するα−アルミナ粉末を得た。結果を表３および表４に
示す。

【００９１】実施例１７ 水で洗浄した後、２５０℃で６０分間乾燥して脱塩素を
行う以外は実施例１３と同様にして目的とするα−アル
ミナ粉末を得た。結果を表３および表４に示す。

【００９２】実施例１８ 実施例５で得たα−アルミナ粉末を水に浸し、オートク
レーブ中で１８０℃で２時間処理した後、ジェットミル
により解砕（空気圧６ｋｇ／ｃｍ² で、粉末の供給速度
を２．４ｋｇ／ｈｒ）して目的とするα−アルミナ粉末
を得た。結果を表３および表４に示す。

【００９３】実施例１９〜２２ 表１に示す雰囲気ガス組成、焼成温度、焼成時間とする
以外は、実施例５と同様にしてα−アルミナ粉末を得
た。結果を表３および表４に示す。

【００９４】実施例２３ 脱ハロゲン処理より前の工程は、実施例１と同様に行い
α−アルミナ粉末を得た。得られたα−アルミナ粉末約
１ｇをアルミナ製坩堝に充填し、減圧下にて真空焼成に
より脱塩素処理を行った。α−アルミナを充填した坩堝
を室温にて電気炉（メタルエレメント炉）内に入れ、密
閉してロータリーポンプを用いて約０．１Ｔｏｒｒまで
真空度を上昇させた後、ロータリーポンプを運転しなが
ら、昇温速度５℃／分で２００℃まで上昇させ、２００
℃に到達後、温度２００℃、真空度０．１Ｔｏｒｒで２
時間保持した。ついで降温速度２０℃／分で室温まで炉
内にて放冷した。塩素含有量は３ｐｐｍであった。実験
条件および結果を表３および表４に示す。

【００９５】実施例２４ 脱ハロゲン処理より前の工程は、実施例１と同様に行い
α−アルミナ粉末を得た。得られたα−アルミナ粉末の
脱ハロゲン処理をオートクレーブ中、１８０℃にて２時
間行い、目的とするα−アルミナを得た。塩素含有量は
１ｐｐｍであった。実験条件および結果を表３および表
４に示す。

【００９６】実施例２５ アルミナ原料として遷移アルミナ（γ−アルミナ、ＡＫ
Ｐ−Ｇ１５、住友化学工業（株）製）２００ｇと、種晶
としてのα−アルミナ（ＡＫＰ−５０、平均粒径０．６
μｍ、住友化学工業（株）製）１１．６ｇを溶媒として
イソプロピルアルコールを用い攪拌し混合した。溶媒は
エバポレータにより乾燥除去した。このようにして得ら
れたアルミナ原料と種晶の混合物約２００ｇをグラファ
イトボートに充填し、石英炉芯管を用いて管状炉にて焼
成した。窒素ガスを流通させつつ、昇温速度５００℃／
時間にて昇温し、８００℃になったとき、ボンベの塩化
水素ガスを導入した。雰囲気ガス濃度の調整は、流量計
によるガス流量の調節により行った。雰囲気ガスの流量
は線速度２０ｍｍ／分に調整した。雰囲気ガスの全圧は
大気圧であった。１１００℃に至った後はその温度で３
０分間保持した後、自然放冷してα−アルミナ粉末を得
た。得られたα−アルミナ粉末の塩素含有量をグロー放
電質量分析法により測定したところ３１０ｐｐｍであっ
た。得られたα−アルミナ粉末約１ｇをアルミナ製坩堝
に充填し、減圧下にて真空焼成により脱ハロゲン処理を
行った。α−アルミナを充填した坩堝を室温にて電気炉
内（メタルエレメント炉）内に入れ、密閉してロータリ
ーポンプを用いて約０．１Ｔｏｒｒまで真空度を上昇さ
せた後、ロータリーポンプを運転しながら昇温速度５℃
／分で１０００℃まで上昇させ、１０００℃に到達後、
真空度０．１Ｔｏｒｒで１時間保持した。ついで、降温
速度２０℃／分で室温まで炉内にて放冷し、目的とする
脱ハロゲン処理されたα−アルミナ粉末を得た。実験条
件および結果を表３および表４に示す。

【００９７】実施例２６ 雰囲気ガスとして塩化水素ガスの代わりに塩素ガスを反
応系に導入して実施例２８と同様にして焼成した。得ら
れたα−アルミナ粉末をジェットミル（空気圧６ｋｇ／
ｃｍ² 、粉末の供給速度２．４ｋｇ／ｈｒ）により解砕
した。ついで、実施例２５と同様にして脱ハロゲン処理
を行ない、目的とするα−アルミナ粉末を得た。実験条
件および結果を表３および表４に示す。

【００９８】比較例１ 原料アルミナとして、実施例２で用いたものと同じ水ア
ルを２００ｇ用い、石英炉芯管を用いた管状炉にて空気
中で焼成した。昇温速度５００℃／時間にて昇温し１１
００℃に至った後はその温度で３０分間保持した後、自
然放冷した。目的とするα−アルミナ粉末を得ることが
できなかった。結果を表３および表４に示す。

【００９９】比較例２ 実施例５において、脱塩素の工程が無い場合は塩素の含
有量が３１０ｐｐｍのα−アルミナ粉末が得られた。結
果を表３および表４に示す。

【０１００】比較例３ 脱ハロゲン処理を行わない他は実施例１と同様に遷移ア
ルミナを焼成してα−アルミナ粉末を得た。得られたα
−アルミナ粉末の粒子形状と粒度分布は良好であった
が、塩素含有量は４８ｐｐｍとかなり多かった。実験条
件および結果を表３および表４に示す。

【０１０１】比較例４ 水熱法により合成された平均粒径１０μｍのα−アルミ
ナ粒子の圧壊強度は１３ｋｇ／ｍｍ² であった。

【０１０２】

【表３】

【０１０３】

【表４】

【０１０４】

【発明の効果】粒径が任意に制御され、形状が均一で、
粒度分布が狭く、これまでにない高い充填性と均質に充
填できる優れた特性を有し、さらにハロゲン含量が低い
α−アルミナ粉末を得ることが可能となり、該α−アル
ミナ粉末は、高純度焼結体用原料、研磨材、セラミック
フィルター等の多孔体用原料、封止材用原料、単結晶用
原料として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で観察されたα−アルミナの粒子構造
を示す。図面に代わる写真。倍率９００倍の走査型電子
顕微鏡写真。

【図２】実施例１で観察されたα−アルミナの粒度分布
を示す。

【図３】実施例１６で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。（倍率４９００倍の
走査型電子顕微鏡写真。）

【図４】実施例１６で得られたα−アルミナ粉末の粒度
分布図を示す。

【図５】α−アルミナ単結晶粒子の晶癖を表す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０４Ｂ 35/10 (31)優先権主張番号 特願平5−299998 (32)優先日 平５(1993)11月30日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 内田 義男 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 沢辺 佳成 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 渡辺 尚 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 小川 洋 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遷移アルミナまたはアルミナ化合物或いは
   これらの混合物を、ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガス
   またはそれらの混合ガスの濃度が０．１体積％以上であ
   るハロゲン化水素含有ガス雰囲気、ハロゲン含有ガス雰
   囲気またはハロゲンガスと水蒸気含有雰囲下に焼成し、
   得られた焼成物からハロゲンを除去することを特徴とす
   るα−アルミナ粉末の製造方法。
2. 【請求項２】遷移アルミナまたはアルミナ化合物或いは
   これらの混合物に、種晶または形状制御剤或いはこれら
   の混合物を添加する請求項１記載のα−アルミナ粉末の
   製造方法。
3. 【請求項３】ハロゲン化水素ガス、ハロゲンガスまたは
   それらの混合ガスの濃度が１体積％以上であるハロゲン
   化水素含有ガス雰囲気、ハロゲン含有ガス雰囲気または
   ハロゲンガスと水蒸気含有雰囲下に焼成し、得られた焼
   成物からハロゲンを除去することを特徴とする請求項１
   記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
4. 【請求項４】固体状または液体状のハロゲン化水素ガス
   源またはハロゲンガス源或いはこれらの混合物を焼成炉
   内に直接供給して発生させたハロゲン化水素ガスまたは
   ハロゲンガス或いはこれらの混合物を１体積％以上含有
   する雰囲気中で、遷移アルミナまたはアルミナ化合物或
   いはこれらの混合物を焼成する請求項１または２記載の
   α−アルミナ粉末の製造方法。
5. 【請求項５】固体状または液体状のハロゲン化水素ガス
   源またはハロゲンガス源或いはこれらの混合物を、遷移
   アルミナまたはアルミナ化合物或いはこれらの混合物と
   予め混合して焼成炉内に直接供給することを特徴とする
   請求項４記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
6. 【請求項６】焼成温度が６００℃から１４００℃である
   請求項４または５記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
7. 【請求項７】ハロゲン化水素ガス源がハロゲン化アンモ
   ニウムである請求項４または５記載のα−アルミナ粉末
   の製造方法。
8. 【請求項８】ハロゲン化アンモニウムが塩化アンモニウ
   ムである請求項７記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
9. 【請求項９】種晶として、アルミニウム、チタン、バナ
   ジウム、クロム、鉄、ニッケルの化合物から選ばれた一
   種または二種以上を用いることを特徴とする請求項２記
   載のα−アルミナ粉末の製造方法。
10. 【請求項１０】形状制御剤として、マグネシウム、カル
    シウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウ
    ム、ニオブ、バナジウム、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ
    素、ケイ素、ランタン、セリウム、ネオジウムの各金属
    単体およびそれらの化合物から選ばれた一種または二種
    以上を用いることを特徴とする請求項２記載のα−アル
    ミナ粉末の製造方法。
11. 【請求項１１】ハロゲン化水素ガスを０．１体積％以上
    含有する雰囲気中で５００〜１４００℃の温度範囲で焼
    成することを特徴とする請求項１または２記載のα−ア
    ルミナ粉末の製造方法。
12. 【請求項１２】ハロゲンガスを０．１体積％以上含有す
    る雰囲気中で９５０〜１５００℃の温度範囲で焼成する
    ことを特徴とする請求項１または２記載のα−アルミナ
    粉末の製造方法。
13. 【請求項１３】ハロゲンガスを０．１体積％以上および
    水蒸気を０．０１体積％以上含有する雰囲気中で５００
    〜１４００℃の温度範囲で焼成することを特徴とする請
    求項１または２記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
14. 【請求項１４】ハロゲンを除去する工程が、下記の
    （ａ）〜（ｆ）から選ばれる工程であることを特徴とす
    る請求項１、２または４記載のα−アルミナ粉末の製造
    方法。 （ａ）空気中、窒素中、またはされらに水蒸気、酸素、
    水素、二酸化炭素、アルコール、アンモニアから選ばれ
    た一種以上のガスを０．１体積％以上含有する雰囲気中
    で５５０℃〜１４００℃の温度範囲で熱処理する工程。 （ｂ）不活性ガスの雰囲気中で６００〜１４００℃の温
    度範囲で熱処理する工程。 （ｃ）１Ｔｏｒｒ以下の減圧下で４００〜１４００℃の
    温度範囲で熱処理する工程。 （ｄ）水、アルカリ性溶液またはアルコール溶液で洗浄
    した後、乾燥処理する工程。 （ｅ）水、アルカリ性溶液またはアルコール溶液を沸点
    まで加熱して煮沸処理した後、乾燥処理する工程。 （ｆ）水、アルカリ性溶液またはアルコール溶液を用い
    ７０〜２００℃の温度範囲でオートクレーブで処理した
    後、乾燥処理する工程。
15. 【請求項１５】８面以上の多面体形状を有する六方最密
    格子であり、α−アルミナの六方格子面に平行な最大粒
    子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、
    Ｄ／Ｈ比が０．５以上３．０以下であり、累積粒度分布
    の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径をそれぞれ
    Ｄ１０、Ｄ９０としたとき、Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下
    である粒度分布を有するα−アルミナ粒子からなり、該
    α−アルミナ粒子のハロゲン含有量が４０ｐｐｍ以下で
    あることを特徴とするα−アルミナ粉末。
16. 【請求項１６】ハロゲン含有量が１０ｐｐｍ以下である
    ことを特徴とする請求１５記載のα−アルミナ粉末。
17. 【請求項１７】アルミナ純度が９９．９０重量％以上で
    ある請求項１５記載のα−アルミナ粉末。