JPS63195114A - 耐熱性ギプサイト型充填剤用水酸化アルミニウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムの製造
方法、詳しくは合成樹脂、合成ゴムなどに難燃性を付与
する充填剤として使用するのに好適な耐熱性ギブサイト
型水酸化アルミニウムを容易かつ安価な方法で製造する
方法に関する。

（従来の技術） 合成樹脂、合成ゴムなどに難燃性を付与するため、充填
剤として水酸化アルミニウムを添加することはよく知ら
れているところである。

この水酸化アルミニウムとしては、ギブサイト型水酸化
アルミニウムが使用されるが、このギブサイト型水酸化
アルミニウムはアルミナ１モルに対して３モルの結晶水
を有し、温度が約２００℃を超えるとこの結晶水の解離
、放出を開始するため、このギブサイト型水酸化アルミ
ニウムを含む成型体を約２００℃を超える過酷な温度条
件で使用すると成型体表面の白化およびふくれなどの変
形の問題が生じる。このような問題を解決するため、ギ
ブサイト型水酸化アルミニウムを加熱処理して、その一
部をベーマイト型水酸化アルミニウムに変換し、アルミ
ナ１分子当りの結晶水の見かけのモル数が１．　０〜２
．９の範囲になるようする方法が提案されたく特公昭５
７−４２５６４）。

しかし、この方法によって得られた水酸化アルミニウム
を使用すると上記白化、ふくれなどの問題は解決される
ものの、その一部が光屈折率の大きいベーマイト型水酸
化アルミニウムに変換されているため、得られる成型体
自体が白化、不透明となり透明性が要求される電子材料
用プリント基板などの用途には利用できないという問題
があつた。このような問題を解決するため、Ｎａ２Ｏ含
量が帆　１％以下のギブサイト型水酸化アルミニウムを
充填剤として使用することが提案されている（特開昭５
９−２０４６３２）。

（発明が解決しようとする問題点） ギブサイト型水酸化アルミニウムのＮａ２Ｏ含量は、０
．１５％以上、通常０．　２〜０．　４％程度であり（
例えば、セラミックス第１７巻く１９８２）、第１θ号
第８４１〜８９０頁参照）、Ｎａ２Ｏ含量が０．１％以
下というギブサイト型水酸化アルミニウムは、特開昭５
９−２０４６３２号公報第２２８頁下左欄第１２行以降
にも記載されているように極めて特殊なものであり、こ
れを工業的に製造するためにはバイヤー法における析出
を極めてゆっくりと行わなければならない。しかし、こ
の方法のように析出をゆっくりと行うと、当然のことな
から１産性が低下してコストアップになり、安価な充填
剤としての水酸化アルミニウムの特徴が失われてしまう
という問題があった。また、耐熱性向上の効果も不十分
であった。

（ｆ！！］題点を解決するための手段）本発明者らは、
天然または通常の製造方法並びに条件下で製造されたギ
ブサイト型水酸化アルミニウムをそのまま利用して、合
成樹脂、合成ゴムなどの充填剤として使用したとき上記
白化、ふくれ、また不透明化などの問題を生じることの
ない、耐熱性に優れ、また実質的にベーマイト型水酸化
アルミニウムを含まない耐熱性ギブサイト型水酸化アル
ミニウムを製造する方法について鋭意検討の結果、ギブ
サイト型水酸化アルミニウムに特定の温度範囲内で水熱
処理を施すと目的とする耐熱性ギブサイト型水酸化アル
ミニウムが得られることを知り、この知見に基づいて本
発明を完成するに至った。

即ち、本発明はギブサイト型水酸化アルミニウムを５０
〜２００℃で水熱処理することを特徴とする耐熱性ギブ
サイト型水酸化アルミニウムの製造方法に関する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で出発原料として使用するギブサイト型水酸化ア
ルミニウムには、その製造方法並びに条件、およびＮａ
２Ｏ含量などの性状などには特に制限はなく、天然また
は市販のギブサイト型水酸化アルミニウムをそのまま使
用することができる。

また、原料ギブサイト型水酸化アルミニウムの粒子径に
も特に制限はなく、一般に充填剤として用いられている
０、　　５〜６０μｍ程度の範囲にあればよい。

本発明の方法は、上記原料ギブサイト型水酸化アルミニ
ウムに５０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃の
範囲で水熱処理を施すことによって実質的にベーマイト
型水酸化アルミニウムを含まない耐熱性に優れたギブサ
イト型水酸化アルミニウムを製造するものである。本発
明にいう「水熱処理」とは、水または水蒸気中で原料ギ
ブサイト型水酸化アルミニウムを加熱することを意味す
るものである。水熱処理温度が５０℃より低いと耐熱性
向上効果が低く、目的とする耐熱性水酸化アルミニウム
を得ることができない。一方、２００℃を超えるとギブ
トサイト構造からベーマイト構造への変換が起こりやす
くなり、不透明化の問題が生じて好ましくない。また、
熱エネルギーの損失も増加して経済的に不利となる。

水熱処理の時間は、水熱処理温度によって変わるので一
概に決めることはできない。例えば、上記温度範囲の高
温側で水熱処理を実施する場合には短時間でもよいが、
あまり長時間水熱処理を施すとギブトサイト構造からベ
ーマイト構造への変換が起こりやすくなって目的とする
耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムを得ることがで
きない。

一方、上記温度範囲の低温度側で水熱処理を実施する場
合には、水熱処理時間があまり短いと耐熱性向上効果が
低く、目的とする耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウ
ムを得ることができない。本発明の水熱処理によって、
何故ギブサイト型水酸化アルミニウムの耐熱性が向上す
るかは明かではないが、この水熱処理によってギブサイ
ト型水酸化アルミニウム結晶中のＮａ２Ｏが結晶外へ排
出され、結晶間の結び付きがより安定化し、加熱時の熱
分解温度が上昇すると考えられることから、−般には、
ギブサイト構造からベーマイト構造への変換が実質的に
起こらない範囲において、原料ギブサイト型水酸化アル
ミニウム中のＮａ２Ｏ含量が０．２重量％まで水熱処理
を行えばよい。従って、水熱処理時間は、Ｎａ２Ｏ含量
を目安にして、水熱処理温度との関連において適宜決定
することができる。

本発明の水熱処理は、通常１回行えば十分であるが、必
要に応じて複数回実施することができる。

本発明の水熱処理に際しては、通常の工業容器が用いら
れるが、１００℃以上で実施する場合（こは、設定温度
の飽和蒸気圧に耐え得る圧力容器が必要である。なお、
本発明の水熱処理は連続式でもバッチ式でもよい。

水酸化アルミニムを水熱処理した後、ろ過、乾燥して製
品とする。

本発明の方法によって製造された耐熱性ギブサイト型水
酸化アルミニウムは、その優れた耐熱性によって合成樹
脂、合成ゴムなどに添加して、難燃性を付与する充填剤
として使用することができる。具体例としては、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリ塩化ビニル、ふっ素杓脂などの熱可塑性梅脂、尿素
樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、アルキッド樹脂なとの熱硬化性樹脂、スチレン−ブ
タジェンゴムなどの合成ゴム、天然ゴムを挙げることが
できる。

本発明の耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムを配合
した樹脂組成物においては、その成型加工時に発泡など
が起こり難く、またこの樹脂組成物を成型加工して得ら
れる成型体は、過酷な温度条件下で使用しても白化、ふ
くれなどの問題は生じ難く、またその優れた難燃性によ
って建材などの難燃性が要求される分野に使用すること
ができる。また、上記成型体は、ベーマイト型水酸化ア
ルミニウムを実質的に含まないので透明性が損なわれる
ことがなく、このような性質が要求される分野で好適に
使用することができる。

（実施例） 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ （実験番号１〜１０） 平均粒径が８μｎ１のギブサイト型水酸化アルミニウム
（Ｎａ２０含ｆｆ１０．　２６重量％）を４２内容稙の
オートクレーブに水２．４１とともに仕込んで濃度４０
０ｇ／！、のスラリーを調製した。このスラリーを第１
表に示す条件で水熱処理して耐熱性ギブサイト型水酸化
アルミニウムを製造した。

この耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムは、ろ過し
、１１０℃で乾燥した後、その耐熱性を下記試験法によ
って評価した。

（イ）分解開始温度（℃） 島津熱分析装置（ＤＴＧ−４０、島津製作所ｉ！りを使
用して熱重量分析を行った。昇温速度をｌＯ℃／分、空
気流ｍ　５０　ｍ　ｌ　７分とし、試料重量が減少を開
始する温度を分解開始温度と定義した。

分解開始温度が高いほど耐熱性が優れていることを示す
。

（ロ）熱処理減量（％） 試料約１．０ｇを秤量ビンにとり、２００℃に保った乾
燥語中に２時間保持した。引続き、デシケータ−中で放
冷した後、試料重量を精秤し、熱処理で減少した試料重
量の割合を％て示した。この熱処理減量は、試料の加熱
による脱水量を示し、耐熱性を評価する特性値の−っで
ある。熱処理減量が少ないほど脱水量が少なく、耐熱性
の面から好ましい。

（ハ）２６０℃ハンダ耐熱性（秒） エポキシ樹脂に水酸化アルミニウム試料を加え、十分攪
拌混合した後、注型枠に流し込み１３０℃で２時間加熱
硬化させた。得られた成型体はＪＩＳ−Ｃ５０３４ｒ電
子部品のハンダ耐熱性試験方法」に従って、２６０±５
℃に保ったハンダ槽に上記の成型体を所定時間（秒）浸
漬した後、取り出し、成型体表面の白化、ふくれ、はが
れなどの変化の有無を調べ、変化なしと判定した最大の
浸漬時間を２６０℃ハンダ耐熱性（秒）と定義した。

この２６０℃ハンダ耐熱性値が高いことは、耐熱性に優
れていることを意味する。

また、得られた耐熱性水酸化アルミニウムはＸ線回折分
析を行い、その構造を決定した。

なお、Ｎａ２Ｏ含量は、耐熱性水酸化アルミニウム料を
酸分解し、原子吸光法によって測定した。

結果を第１表に示す。実験番号７〜１０は比較例である
。実験番号７は水熱処理を施さなかった例であり、耐熱
性向上効果はない。実験番号８．９は水熱処理を本発明
の温度範囲外で行った例であり、低温すぎると耐熱性向
上効果は低く、一方高温するぎるとベーマイト構造への
変換が起こる。

実験番号ｌＯは水熱処理の代わりに、単に加熱処理を行
った例であり、耐熱性の向上はない。

実施例２ （実験番号１１〜１４） 平均粒径が０．４μｍのギブサイト型水酸化アルミニウ
ム（Ｎａ２０含ｆｆ１ｏ、３０ｍｆＪ％）のスラリーを
実施例１と同様にして調製し、このスラリーを第１表に
示す条件下に水熱処理して耐熱性ギブサイト型水酸化ア
ルミニウムを製造した。この耐熱性ギブサイト型水酸化
アルミニウムの耐熱性を実施例１と同様にして評価した
。

結果を第１表に示す。実験番号１４は、水熱処理を施さ
なかった比較例であり、耐熱性の向上効果は認められな
い。

実施例３ （実験番号１５〜２０） 平均粒径８μｍのギブサイト型水酸化アルミニウム（Ｎ
ａ２０含量０．０５重量％）のスラリーを実施例１と同
様にして調製し、このスラリーを第１表に示す条件下に
水熱処理して耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムを
製造した。この耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウム
の耐熱性を実施例１と同様にして評価した。

結果を第１表に示す。実験番号１９．２０は比較例であ
り、実験番号１９では水熱処理を施さなかった例であり
、実験番号２０は水熱処理の代わりに、単に加熱処理を
行った例であり、いずれも耐熱性の向上は少ない。

（以下余白） 第１表の結果から、本発明の方法によって得られた水酸
化アルミニウムは、ベーマイト構造を有しない、耐熱性
に優れた耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムである
ことが理解される。

（発明の効果） 本発明の主たる効果を挙げれば次の通りである。

（１）　本発明方法によって得られる耐熱性ギブサイト
型水酸化アルミニウムは、耐熱性に優れ、合成樹脂、合
成ゴムなどに難燃性を付与するための充填剤として好適
である。この耐熱性ギブサイト型水酸化アルミニウムを
使用して得られる成型体は、過酷な温度条件で使用して
も白化およびふくれなどの変形の問題を生じ難い。

（２）　本発明方法によって得られる耐熱性ギブサイト
型水酸化アルミニウムは、実質的にベーマイト型水酸化
アルミニウムを含まないので、その光透過性を失うこと
がない。従って、人造大理石および不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂などを用いた電子材料用プリント基
板など透明性が要求される分野に使用するのに好適であ
る。

（３）　本発明方法は、操作が簡単で、生産性が高いた
め、その実施による生産コストの増加は少なく、経済的
に有利である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ギブサイト型水酸化アルミニウムを５０〜２００
   ℃で水熱処理することを特徴とする耐熱性ギブサイト型
   水酸化アルミニウムの製造方法。