JPH09286612A - アルミナ水和物分散液の製造方法 - Google Patents
アルミナ水和物分散液の製造方法Info
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Abstract
造方法を提供する。 【解決手段】 解膠剤を含有するアルミナ水和物分散液
を、残水分量が20重量%以下になるまで乾燥させるこ
とによってアルミナ水和物のキセロゲルを調製し、該キ
セロゲルを水に再分散せしめる。
Description
の製造方法に関するものであり、特に固形分濃度が高い
アルミナ水和物分散液の製造方法に関するものである。
繊維工業の表面処理剤、ニューセラミックの原料、フィ
ルムの表面改質剤、耐火物のバインダー、酸性染料の定
着剤などに用いられている。
は、従来より種々の方法が知られている。例えば、特開
昭54−116398号、同55−23034号、同5
5−27824号公報などには、塩基性アルミニウム塩
と酸やアルカリとの反応、または酸性アルミニウム塩と
アルカリとの反応によってアルミナ水和物のゲルを生成
させ、得られたゲルを酸で解膠することによるアルミナ
水和物分散液の製造方法が開示されている。また、アル
ミニウムアルコキシドの加水分解によってアルミナ水和
物を生成させ、酸で解膠することによってアルミナ水和
物分散液を得る方法が、特開昭57−88074号、同
62−56321号、特開平4−275917号、同6
−64918号、同7−10535号、同7−2676
33号公報、米国特許第2,656,321号公報、A
m.Ceramic Soc.Bull.,54,28
9(1975)等で提案されている。
アルミナ水和物分散液を得るためには、特開昭62−5
6321号公報に記載されているように、大量の解膠剤
を添加する必要がある。解膠剤の使用量が少ないと解膠
に要する時間が長くなったり、解膠が不十分になる。特
開平7−10535号公報には、解膠剤の使用量を少な
くし、且つ解膠に要する時間を短くする為に、高温、加
圧下で解膠する方法が開示されているが、高温、加圧下
の解膠には圧力反応容器が必要である。また、高温、加
圧下における酸の使用は、反応容器の寿命を短くするな
ど、製造上の制約が多い。
されているように、解膠に使用する酸の量が多い場合に
は、固形分濃度を高くするとゲル化する欠点があり、ア
ルミナ水和物分散液の高濃度化は極めて困難であった。
分濃度が高いアルミナ水和物分散液の製造方法を提供す
ることである。
べる手段によって解決される。すなわち、解膠剤を含有
するアルミナ水和物分散液を、残水分量が20重量%以
下になるまで乾燥させることによってアルミナ水和物の
キセロゲルを調製し、該キセロゲルを水に再分散せしめ
たことにより、解決することができた。
の化学式で表現される物質の総称であり、組成や結晶形
態の違いによりジブサイト、バイアライト、ノルストラ
ンダイト、ベーマイト、ベーマイトゲル(擬ベーマイ
ト)、ジアスポア、無定形アルミナゲルなどと表現され
る。なお、アルミナ水和物は赤外線吸収によって水分子
の存在は認められないことから、アルミナ水和物と言う
表現は正確ではないが、本発明では慣習に従い、アルミ
ナ水和物の名称を用いることにする。
は、上記のアルミナ水和物の分散液であり、粒子の大き
さによってスラリー状のものとコロイド状のものに大別
されるが、その境界は明確ではない。また、コロイド状
のアルミナ水和物分散液はアルミナゾルまたはコロイダ
ルアルミナと称されることが多く、その乾燥物(キセロ
ゲル)のX線回折パターンは、無定形あるいはベーマイ
トゲル(擬ベーマイト)の回折パターンを示すことが多
い。
状またはスラリー状の分散液)が水などの溶媒を含んだ
まま固化したものを言うが、水分が少ないものをキセロ
ゲルと表して区別する。
く、粒子が媒液中で安定に分散する現象を言う。粒子が
反発力をもつためには粒子が帯電していて、それを中和
するための反対符号のイオンが吸着され、電気二重層を
もっていなければならない。この電気二重層が静電的に
反発して粒子の接近を防止する。もし、粒子に荷電がな
く、表面に電気二重層が生じなければ解膠は起こらな
い。
のイオンであり、アルミナ水和物は酸性では正に帯電す
るため、陰イオン原である硝酸、塩酸、蟻酸、酢酸など
の酸がアルミナ水和物の解膠剤として主に用いられる
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
物分散液を乾燥させてキセロゲルとすることにより、解
膠剤として用いる酸を水と共に揮発させ、解膠剤の量を
減少させるものである。特開平7−10535号公報に
記載されているように、解膠剤として用いる酸の量が多
いと、高濃度にするとゲル化する欠点があるが、キセロ
ゲルとすることによって解膠剤が揮発されて減少してい
る為、水に再分散させた時に固形分濃度の高いアルミナ
水和物分散液を得ることができる。
燥は、完全に乾燥させる必要はなく、解膠剤を減少させ
ることができる程度に乾燥させればよい。解膠剤を含ん
だアルミナ水和物分散液を乾燥させることによって得ら
れるキセロゲルの残水分量は、20重量%以下、好まし
くは10重量%以下であれば、水に再分散させたときに
固形分濃度の高いアルミナ水和物分散液が得られる。ま
た、過度の乾燥はアルミナ水和物の結晶形態が変化する
恐れがあるため、残水分量は1重量%以上あることが望
ましい。
ゲルを105℃で24時間、乾燥熱風下にて加熱した時
の減少重量(加熱前の重量と加熱後の重量との差)を加
熱前の重量で除した値を%表示で表したものである。
よっても解決することができる。すなわち、解膠剤を含
有するアルミナ水和物分散液を、残水分量が20重量%
以下になるまで乾燥させることによってアルミナ水和物
のキセロゲルを調製し、該キセロゲルを水に再分散せし
めたアルミナ水和物分散液の製造方法において、該解膠
剤を含有するアルミナ水和物分散液が、ゲル状アルミナ
水和物を揮発性塩基性物質を含有する水溶液で洗浄した
後、解膠剤を用いてゾル化することによって調製された
解膠剤を含有するアルミナ水和物分散液を用いることに
よって解決することができた。
7−88074号、同62−56321号、特開平4−
275917号、同6−64918号、同7−1053
5号、同7−267633号公報、米国特許第2,65
6,321号公報、Am.Ceramic Soc.B
ull.,54,289(1975)などにアルミニウ
ムアルコキシドを加水分解する方法が開示されている。
この方法では、非常に純度の高いアルミナ水和物を得る
ことができる。
開昭54−116398号、同55−23034号、同
55−27824号、同56−120508号公報に例
示されている如きアルミニウムの無機塩またはその水和
物が使用されることが一般的である。これらの無機塩と
しては、例えば塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、
硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アンモニウ
ムミョウバン、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリ
ウム、水酸化アルミニウム等の無機塩等、およびこれら
無機塩の水和物等をあげることができる。
ムイオン、カリウムイオン、硫酸イオンなどは、固形分
濃度を高めるのを阻害する。それ故、アルミナ水和物の
原料として無機塩またはその水和物を用いた場合には、
これらのイオンを除去する必要がある。
ン、カリウムイオン、硫酸イオンなどの高濃度化を阻害
するイオン(以下、単に阻害イオンと言う)を除去する
のは困難であり、アルミナ水和物をゲル化させたゲル状
アルミナ水和物を洗浄することが効果的である。しかし
ながら、水による洗浄ではこれらの阻害イオンを除去し
きれなかったり、除去するのに大量の水を必要とするこ
とが多く、揮発性塩基性物質を含有する水溶液を用いて
ゲル状アルミナ水和物を洗浄することによって、より効
果的に阻害イオンを除去することができる。
ルミナ水和物に吸着し、水洗しても完全には除去するこ
とはできない。しかしながら、ゲル状アルミナ水和物を
解膠剤を用いて解膠し、アルミナ水和物分散液とした
後、解膠剤を含むアルミナ水和物分散液を乾燥させ、キ
セロゲルとする工程において、揮発性塩基性物質は水お
よび解膠剤と共に揮発させることができる為、高濃度化
を阻害することはなく、固形分濃度の高いアルミナ水和
物分散液を得ることができる。
は、以下にあげる方法等があるが、本発明はこれに限定
されるものではない。アルミナ水和物分散液にアンモニ
ア水、水酸化ナトリウム水溶液などの塩基を用いてpH
を6〜13、好ましくはpHを8〜10にすると、分散
が不安定になってゲル化したり、粒子が凝集して大きな
粒子になる。このようにしてゲル化したアルミナ水和物
あるいは粒子が凝集したアルミナ水和物分散液を、濾
過、フィルタープレス、遠心分離等により固形分濃度を
高めると、ゲル状アルミナ水和物のケーキが得られる。
この状態におけるゲル状アルミナ水和物の固形分濃度
は、一般に30重量%以下であり、20重量%を超える
ことは少ない。
状アルミナ水和物を洗浄する方法としては、濾過、フィ
ルタープレス、遠心分離等、固形分濃度を高める工程に
おいて得られるゲル状アルミナ水和物のケーキに、揮発
性塩基性物質を含有する水溶液をかけ洗いすると簡便に
洗浄することができる。なお、揮発性塩基性物質を含有
する水溶液で洗浄する前に、水で予備洗浄を実施しても
よい。また、揮発性塩基性物質を含有する水溶液中にゲ
ル状アルミナ水和物を分散させ、再度、濾過、フィルタ
ープレス、遠心分離等で固形分濃度を高める操作によっ
ても、洗浄することができる。
液の濃度としては、揮発性塩基性物質の含有量が多すぎ
ても効果はあまり差がない。揮発性塩基性物質の含有量
としては5重量%以下で十分であり、0.1重量%以上
1重量%以下であることが作業性などから好ましい。
トリエチルアミン等が挙げられるが、本発明はこれらに
限定されるものではない。
法としては、原料としてアルミニウムの無機塩またはそ
の水和物を使用する方法であれば特に限定されるもので
はない。公知の製造方法の具体例を以下に示すが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
アルミニウム、塩化アルミニウムなどの酸性のアルミニ
ウム塩水溶液と、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリ
ウム、アンモニア水などの塩基性水溶液との中和反応に
よってアルミナ水和物を製造することができる。この場
合、液中に生成するアルミナ水和物の量が5重量%を超
えない範囲で混合し、pHは6〜10、温度20〜10
0℃の条件下で反応させることが一般的である。また、
特開昭56−120508号公報に記載されている如き
pHを酸および塩基側に交互に変動させ、アルミナ水和
物の結晶を成長させる方法、特公平4−33728号公
報に記載されている如き、アルミニウムの無機塩から得
られるアルミナ水和物と、バイヤー法で得られるアルミ
ナとを混合し、アルミナを再水和する方法等によっても
製造することができる。
乾燥させる方法としては、熱風乾燥、減圧乾燥、凍結乾
燥、噴霧乾燥、熱気流による乾燥(フラッシュドライヤ
ーによる乾燥等)、流動層乾燥装置による乾燥等があげ
られるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明の内容は実施例に限定されるものではない。
なお、アルミナ水和物の固形分濃度はAl2O3換算で算
出したが、これは得られたアルミナ水和物を600℃で
24時間加熱することによって脱水させて求めた。
造例)製造例1〜3に解膠剤を含むアルミナ水和物分散
液の製造例を示すが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。なお、使用した原材料はすべて市販品であ
り、更に精製はせずそのまま使用した。
0gを3Lの反応器に仕込み、75℃に加熱した。アル
ミニウムイソプロポキシド408gを加え、75℃で2
4時間、95℃で4時間加水分解を行い、アルミナ水和
物のスラリーを得た。その後、酢酸24gを解膠剤とし
て加え、75℃にて48時間撹拌しながら解膠した後、
全量が850gになるように濃縮して、Al2O3換算で
12重量%の白色のアルミナ水和物分散液を得た。
せ、X線回折を測定したところ、擬ベーマイト構造を示
した。また、透過電子顕微鏡で平均粒子径を測定したと
ころ、40nmであり、アスペクト比は6であった。ま
た、窒素吸着脱離方法によってBET比表面積、平均細
孔半径、細孔体積を測定したところ、それぞれ90m2
/g、6.2nm、0.58ml/gであった。
%)400gを水7000gに希釈し、95℃に加熱し
た。この溶液に水酸化ナトリウム水溶液(120g/
L)を500ml加え、pHを11にした。95℃にて
1時間撹拌しながら加熱してアルミナ水和物のスラリー
を生成させた。このスラリーを95℃に保ちながら、硝
酸アルミニウム水溶液(Al2O3換算で5.1wt%)
400gを加えてpHを4.5として5分間保持した
後、水酸化ナトリウム水溶液(120g/L)を400
ml加えてpHを11とし、10分間保持した。同様の
pH変動操作を更に4回繰り返し、アルミナ水和物のス
ラリーを得た。このアルミナ水和物スラリーをフィルタ
ープレスで濃縮してゲル状アルミナ水和物のケーキを得
た。ゲル状アルミナ水和物をイオン交換水(3000
g)で2回かけ洗いした後、0.2重量%のアンモニア
水(2000g)で2回かけ洗いし、再度イオン交換水
(3000g)で1回かけ洗いした。得られたゲル状ア
ルミナ水和物の固形分濃度はAl2O3換算で16重量%
であった。ゲル状アルミナ水和物を水に分散し、全量を
4000gとした。その後、酢酸30gを解膠剤として
加え、75℃にて48時間撹拌しながら解膠した後、全
量が1700gになるように濃縮してAl2O3換算で7
重量%の白色のアルミナ水和物分散液を得た。
せ、X線回折を測定したところ、擬ベーマイト構造を示
した。
0g)による洗浄を、イオン交換水(2000g)によ
る洗浄に変えた以外は、製造例2と同様にして、Al2
O3換算で7重量%の白色のアルミナ水和物分散液を得
た。
液の製造)実施例1〜3に固形分濃度を高めたアルミナ
水和物分散液の製造例を比較例と共に示すが、本発明は
これらに限定されるものではない。
散液をスプレードライヤーで乾燥させキセロゲルを得
た。このキセロゲルの残水分量は6.9重量%であっ
た。得られたキセロゲルを水に再分散させ全量を408
gとし、Al2O3換算で25重量%のアルミナ水和物分
散液を得た。
散液をスプレードライヤーで乾燥させキセロゲルを得
た。このキセロゲルの残水分量は10.8重量%であっ
た。得られたキセロゲルを水に再分散させ全量を610
gとし、Al2O3換算で20重量%のアルミナ水和物分
散液を得た。
散液をスプレードライヤーで乾燥させキセロゲルを得
た。このキセロゲルの残水分量は5.2重量%であっ
た。得られたキセロゲルを水に再分散させ全量を870
gとし、Al2O3換算で14重量%のアルミナ水和物分
散液を得た。なお、これ以上の濃度では流動性のないゲ
ル状となった。
名:カタロイドAS−3、メーカー:触媒化成工業、固
形分濃度:Al2O3換算で7重量%)1000gをスプ
レードライヤーで乾燥させキセロゲルを得た。このキセ
ロゲルの残水分量は5.3重量%であった。得られたキ
セロゲルを水に再分散させ全量を280gとし、Al2
O3換算で25重量%のアルミナ水和物分散液を得た。
散液を、撹拌しながら加熱し、徐々に濃縮した。Al2
O3換算で約15重量%でゲル化し、撹拌不能となっ
た。
散液を、撹拌しながら加熱し、徐々に濃縮した。Al2
O3換算で約10重量%でゲル化し、撹拌不能となっ
た。
散液を、撹拌しながら加熱し、徐々に濃縮した。Al2
O3換算で約9重量%でゲル化し、撹拌不能となった。
名:カタロイドAS−3、メーカー:触媒化成工業、固
形分濃度:Al2O3換算で7重量%)を、撹拌しながら
加熱し、徐々に濃縮した。Al2O3換算で約10重量%
でゲル化し、撹拌不能となった。
いアルミナ水和物分散液の製造方法を提供することがで
きた。
Claims (2)
- 【請求項1】 解膠剤を含有するアルミナ水和物分散液
を、残水分量が20重量%以下になるまで乾燥させるこ
とによってアルミナ水和物のキセロゲルを調製し、該キ
セロゲルを水に再分散せしめることを特徴とするアルミ
ナ水和物分散液の製造方法。 - 【請求項2】 解膠剤を含有するアルミナ水和物分散液
が、ゲル状アルミナ水和物を揮発性塩基性物質を含有す
る水溶液で洗浄した後、解膠剤を用いてゾル化すること
によって調製された解膠剤を含有するアルミナ水和物分
散液であることを特徴とする請求項1記載のアルミナ水
和物分散液の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112896A JP3610510B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | アルミナ水和物分散液の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112896A JP3610510B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | アルミナ水和物分散液の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09286612A true JPH09286612A (ja) | 1997-11-04 |
JP3610510B2 JP3610510B2 (ja) | 2005-01-12 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3610510B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001163602A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-06-19 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 水素含有ガスの製造法 |
JP2007532461A (ja) * | 2004-04-15 | 2007-11-15 | アルベマール・コーポレーシヨン | プラスチック用難燃性充填材 |
JP2009513464A (ja) * | 2003-07-17 | 2009-04-02 | サソル ジャーマニー ゲーエムベーハー | 高いα変換温度を有するベーマイトアルミナの調製方法 |
JP2014133687A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | アルミナ水和物微粒子粉末の製造方法およびアルミナ水和物微粒子粉末 |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP10112896A patent/JP3610510B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2014133687A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | アルミナ水和物微粒子粉末の製造方法およびアルミナ水和物微粒子粉末 |
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