JPS585174B2 - 塩基性乳酸アルミニウムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性乳酸アルミニウムの製造方法に関する。

従来、塩基性アルミニウム塩として、塩化物、硫酸塩、
硝酸塩等の無機酸塩は、多々あるが、これら無機酸の塩
基性アルミニウム塩は本質的に塩素板、硫酸根、硝酸根
等を含有するために、ｐＨが低く、自ずからその用途が
限定され、しかもこれらを例えば耐火物の結合剤やアル
ミナ繊維の原料として用いた場合、有害なガスを発生す
るので高価な耐酸性容器や公害防止装置が必要であり、
化粧品原料として使用する場合、皮膚への刺激が強烈で
ある等の欠点があった。

多くの場合、塩基性アルミニウム塩が所望される所以は
、正塩よりも塩基性塩の方が、アルミニウム当量当りの
酸量が少ないからである。

しかし、ただ単に金属アルミニウム、アルミナゾルの如
く、アルミニウム含量が高ければよいという訳ではなく
、アルミニウムが溶液中でイオンとして存在することが
大切である。

従って結論的に言えば、可能な限り高塩基度のもの即ち
、アルミニウム当量当りの酸量が少ないものであって、
しかも酸根の障害の小さいもの、云い換えればｐＨの高
いものが望ましい。

この点無機酸で構成される塩基性アルミニウム塩はｐＨ
が低く、塩基性塩化アルミニウムを除けば、高々塩基度
５０％程度で、これ以上になると甚だ不安定となり、小
量の不純物あるいは温度の影響で、保存中に沈殿物を生
成する。

一方、塩基性塩化アルミニウムは塩基度８０％程度のも
のが製造可能なるも利用する場合、ｐＨが低く、しかも
塩素板が大きな障害となる。

そこで、本発明者らは、上記欠点がなく、しかも安定な
塩基性アルミニウム塩を製造する方法について、鋭意研
究を重ねた結果、特定のアルミナ水和物と乳酸とを反応
させることにより、目的を達成しうる塩基性アルミニウ
ム塩を製造できることを見い出し、本発明を完成したも
のである。

即ち、本発明は水可溶性アルミニウム塩と炭酸または炭
酸塩とを反応させて得たアルミナ水和物と乳酸とをＡｌ
２Ｏ３／乳酸モル比０．３〜２．０の範囲で反応させる
ことからなる塩基性乳酸アルミニウムの製造方法に関す
る。

本発明においては、水可溶性アルミニウム塩と炭酸また
は炭酸塩とを反応させて得たアルミナ水和物を用いるこ
とが重要である。

本発明に用いられる水可溶性アルミニウム塩としては、
塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウ
ム、塩基性塩化アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウム
、塩基性硝酸アルミニウム、明パン、アルカリ金属のア
ルミン酸塩等を例示することができる。

また炭酸塩としては、アルカリ金属及びアンモニウムの
炭酸塩、重炭酸塩を用いることができ、例えば炭酸ナト
リウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸
水素カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウ
ム等の水可溶性炭酸塩を例示することができる。

水可溶性アルミニウム塩としてアルカリ金属のアルミン
酸塩を用いる場合、殊に炭酸を用いて本発明のアルミナ
水和物を製造することができる。

上記以外の原料を用いて製造したアルミナ水和物を用い
た場合、本発明の塩基性乳酸アルミニウムを製造するこ
とができない。

即ち、上記炭酸塩に代えて、水酸化アンモニウム、水酸
化ナトリウム及びアルミン酸ナトリウムを用いて製造し
たアルミナ水和物はろ過性が悪く、しかも老化し、該ア
ルミナ水和物を後述の如き処理に供しても高温基度の乳
酸アルミニウムは得ることができない。

また アルミ原料として金属アルミニウムがあるが、こ
のものは乳酸との反応性に劣り、同様に、塩基性乳酸ア
ルミニウムを得ることができない 本発明のアルミナ水和物の製造条件に関して述べれば、
水可溶性アルミニウム塩と炭酸または炭酸塩とを反応さ
せる温度に関しては５５℃以下、好ましくは５〜３５℃
がよい。

５５℃を越えた条件下で製造したアルミナ水和物では、
本発明の塩基性乳酸アルミニウムを製造することができ
ない。

一般に両者の反応当量関係について云えば、炭酸塩に由
来するアルカリ金属又はＮＨ３（Ａ）と水可溶性アルミ
ニウム塩に由来する酸根（Ｂ）の当量比Ａ／Ｂが０．９
５〜１．３５の範囲であるが、この範囲を逸脱しても、
生成アルミナ水和物を洗浄する工程で、上限を越えた場
合稀薄な酸性溶液で処理し、下限以下では稀薄なアルカ
リ性溶液で処理することにより所望のアルミナ水和物を
得ることができ、特段に限定するものでないが、経済的
理由から上記範囲が望ましい。

次に、添加順序に関しては特に限定されないが、水可溶
性アルミニウム塩と炭酸塩とを反応させる場合、両者を
上記反応当量比で同時に添加する方法、または後者に前
者を添加する方法が生成アルミナ水和物のろ過性及び得
られる塩基性乳酸アルミニウムの物性上好ましい。

尚、水可溶性アルミニウム塩としてアルカリ金属のアル
ミン酸塩を用いる場合、これに炭酸ガスを吹込む通常の
製造方法を踏襲すればよく、反応系のｐＨが７近傍にな
るまで、導入することが望ましい。

このようにして製造したアルミナ水和物は、次いで洗浄
し、不純物を除去する。

残存不純物量に関しては塩基性乳酸アルミニウムの製造
上またその安定性の面から少ない方が好ましい。

本発明に用いるアルミナ水和物は製造工程で熟成する必
要はなく、直ちに洗浄工程に供される。

洗浄手段に関しては特に限定されず通常用いられる注水
洗浄をは圀減圧洗浄等任意の方法を用いることができ、
本発明においては、ウェット状でも風乾した状態のもの
でも用いることができる。

上記の如くにして製造されたアルミナ水和物はＸ線的に
無定形であり、副生する不純物のろ過・洗浄性に富み、
老化現象の僅少なる優れた物性を有する。

本発明者らは上記アルミナ水和物と乳酸とを用いたとき
にのみ、安定な高塩基性アルミニウム塩を製造できるこ
とを知得したものであり、後述の実施例に記載の如く、
乳酸以外の有機酸を用いても、本発明の効果は奏しえな
い。

以下に本発明の塩基性乳酸アルミニウムの製造条件に関
して詳述する。

上記アルミナ水和物と乳酸とをＡｌ２Ｏ３／乳酸モル比
０．３〜０．９の範囲で反応させる場合、両者を上記範
囲内で混合し、常圧下、沸点以下で熱処理することによ
り、塩基性乳酸アルミニウムを製造することができる。

Ａｌ２Ｏ３濃度に関しては、アルミナ水和物のＡｌ２Ｏ
３濃度、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比、反応温度、反応時間
によって異なり、通常、１６重量係以下が増粘性が少な
く、使用上好ましいが、任意の濃度で製造することがで
きる。

反応時間に関しては、処理温度、処理量、Ａｌ２Ｏ３濃
度、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比等の条件により若干異なる
が通常、アルミナ水和物と乳酸との混合物を熱処理する
と、分解により、激しくガスが発生し、反応がすすむに
従い、透明な液体、もしくは粘性体に変化するので、こ
のような透明な状態になるまで処理するのが好ましい。

上述の如く、反応に際し、ガスが多量に発生するので必
要ならば消泡剤やイソプロピルアルコール、ブタノール
等のアルコールの共存下で反応を行わせてもよい。

ところで、上述の如く、常圧下で熱処理する場合、Ａｌ
２Ｏ３／乳酸モル比が０．３を下廻る場合、得られた溶
液の安定性が低下し、０．９以上になると、透明な液体
もしくは粘性体が得られず、コロイド状の粒子が析出し
、乳白色の溶液又は白濁溶液となり、本発明の塩基性ア
ルミニウム塩を製造することができない。

そこで、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比０．９〜２．０の範囲
の塩基性アルミニウム塩を所望するときは、上記範囲内
で混合せしめたアルミナ水和物と乳酸とをオートクレー
ブを用いて水熱下で反応を行わせることにより、これを
得ることができる。

しかしながらＡｌ２Ｏ３／乳酸モル比が２．０を越える
と白濁溶液が生成し、本発明の塩基性アルミニウム塩を
得ることができない。

水熱処理を行うときは、その処理温度は１２０〜２２０
℃、好ましくは１４０〜２００℃がよい。

即ち、下限以下では白濁溶液となり、上限を越えるとア
ルミナゾルとなる。

また、その処理時間に関しては、処理温度、処理量、Ａ
ｌ２Ｏ３濃度、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比等の条件により
異なるが、通常０．５〜４時間で充分である。

ところで、本発明で製造された乳酸アルミニウム溶液は
使用目的又は用途に応じて粉末化することができ、その
方法としては通常化学工業で用いられる方法、例えば、
静置乾燥法、噴霧乾燥法等が例示できる。

本発明で製造された塩基性乳酸アルミニウムの適用分野
は一般に用いられている無機酸の塩基性アルミニウム塩
に比しｐＨが高く、しかも高塩基性のアルミニウム塩で
あり腐食性ガスの発生もないので、通常の用途の外特に
触媒、表面処理剤、化粧品、医薬、電気電子材料等に有
用である。

以下に本発明の実施例を掲げ更に説明する。

実施例 １ 炭酸水素アンモニウム溶液（Ｎ Ｈ３３，０重量％）１
００重量部に塩化アルミニウム溶液（ｃｌ １０．４重
量％）５７重量部を３５℃で徐々に攪拌しながら反応容
器に添加し、アルミナ水和物を製造した。

生成したアルミナ水和物を遠心分離機を用いてろ別した
後、水で洗浄、ろ過し、Ａ１２０３１０．７重量％、Ｎ
Ｈ３０，０５重量％ 、 ｃｌ Ｏ，０１重量％のアル
ミナ水和物を得た。

次いで、このアルミナ水和物１００重量部と７５重量％
、乳酸１９．４重量部とを３０℃で反応させ、Ａ１２０
３９．１重量％ 、Ａｅ２０３／乳酸モル比０．６５
、 ｐＨ４，６の透明な塩基性乳酸アルミニウム溶液を
得た。

この溶液は、常温下で放置したが、３ケ月後でも沈殿生
成はみられなかった。

比較例 １ 実施例１で製造したアルミナ水和物１００重量部にＡｅ
２０３／Ｃ００Ｈ上２０３．６５ となるように、８７
重量％ギ酸８．５重量部、９９．５重量％酢酸９．７重
量部、酒石酸１２．１重量部、クエン酸１水和物１１．
３重量部、７０重量％グリコール酸１７．５重量部及び
プロピレン酸１１９重量部を、それぞれ添加、混合し、
３０℃で１５時間反応させた。

その結果、これらはいずれもアルミナ水和物が完全に反
応せず、溶液中に残存した白濁溶液であった。

比較例 ２ 実施例１で製造したアルミナ水和物１００重量部に８７
重量％ギ酸、９９．５重量％酢酸、酒石酸、クエン酸１
水和物及びグリコール酸をそれぞれ第１表〜第５表の割
合で添加、混合し、その反応溶解性及び得られた溶液の
常温下での安定性を調べた。

但し、得られる溶液はＡｅ２０３７５重量％になるよう
に水で調整して製造した。

その結果を第１表〜第５表に示す。

部と７５重量％乳酸５０重量部を３０℃で反応させ、Ａ
１２０３１．３重量％ 、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比０．
２５の乳酸アルミニウム溶液を製造した。

この溶液は常温下で放置したところ、１ケ月後に白色沈
殿が生成した。

実施例 ２ 硫酸アルミニウム溶液（ＳＯ３１４，１重量％）１００
重量部と炭酸カリウム溶液（Ｋ２Ｏ２，６重量％）２２
０重量部とを３０−７３５℃で同時に攪拌しながら反応
容器に添加し、アルミナ水和物を製造した。

生成したアルミナ水和物を戸別した後、水で洗浄、濾過
し、Ａ４２０３１５２重量％、に２００．４重量％、８
０３０．２重量％のアルミナ水和物を得た。

次いで、このアルミナ水和物１００重量部、９０重量％
乳酸１９，４重量部及び水２５．４重量部を混合し、同
時にイソプロピルアルコールを添加し、９０℃で消泡さ
せながらアルコール臭がなくなるまで反応を行ない、Ａ
１２０３１１．３重量％。

Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比０．７７ ｐＨ４，８の透明な
塩基性乳酸アルミニウム溶液を製造した。

実施例 ３ 酢酸アルミニウム溶液（ＣＯＯＨ５，８重量％）１００
重量部と炭酸ナトリウム溶液（Ｎａ２０９．２重量％）
８９重量部とを２５℃で同時に攪拌しながら反応容器に
添加し、アルミナ水和物を製造した。

生成したアルミナ水和物を戸別した後、水で洗浄、濾過
ｔ、、Ａ１２０３１０．３ 重量％ ｔ Ｎａ２００．
０６重量％、Ｃ００Ｈ０，０４重量％のアルミナ水和物
を得た。

次いで、このアルミナ水和物１００重量部と７５重量％
乳酸２３重量部とを６０〜７０℃で反応させ、Ａ１２０
３１．６ 重量％ 、Ａｌ２Ｏ３／乳酸モル比０．５３
、ｐＨ４，１の透明な塩基性乳酸アルミニウム溶液を
得た。

実施例 ４ 約３０℃のアルミン酸ナトリウム溶液（Ｎａ２０１．０
重量％ 、Ｎａ ２０ ／ Ａｌ ２ Ｏ３モル比１．
２３）に炭酸ガスを母液ｐＨが７．４になるまで吹き込
み、生成したアルミナ水和物をろ別した後、水で洗浄、
ろ過し、Ａ１２０３１２．４重量％ 、 Ｎａ２Ｏ０，
０２重量％のアルミナ水和物を得た。

次いで、このアルミナ水和物１００重量部と５０重量％
乳酸５５重量部とを常温下で反応させ、Ａ１２ Ｏ３８
，２重量％ 、Ａ１２０３／乳酸モル比０．４０ｐＨ３
，８の透明な塩基性乳酸アルミニウム溶液を得た。

実施例 ５ 塩基性塩化アルミニウム溶液（Ｃ６１，８重量％。

Ｃ７／Ａｌ２Ｏ３モル比１．０）１００重量部と炭酸ナ
トリウム溶液（Ｎａ２０１．８重量％）９２重量部とを
３０℃で同時に攪拌しながら反応容器に添加し、アルミ
ナ水和物を製造した。

生成したアルミナ水和物をろ別した後、水で洗浄、ろ過
し、Ａ１２０３８．４重量％、Ｎａ２００．０３重量％
、Ｃ７！’０．０４重量％のアルミナ水和物を得た。

次いでこのアルミナ水和物１００重量部に９０重量％乳
酸及び水を第６表の割合で添加し、オートクレーブを用
いて乳酸アルミニウム溶液を製造した。

その結果を第６表に示す。実施例 ６ 実施例１及び実施例５Ａ４で製造した塩基性乳酸アルミ
ニウム溶液を、人口温度２３０℃、出口温度１１０℃で
噴霧乾燥を行った。

得られた粉末の組成はそれぞれ、Ａ１２０３３６．５重
量％。

Ａｅ２０３／乳酸モル比０．６４、及びＡ１２０３３６
．８重量％ 、Ａｅ２０３／乳酸モル比２．０であり、
いづれも水に易溶であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水可溶性アルミニウム塩と炭酸または炭酸塩とを反
   応させて得たアルミナ水和物と乳酸とをＡｌ２Ｏ３／乳
   酸モル比０．３〜２．０の範囲で反応させることからな
   る塩基性乳酸アルミニウムの製造方法。