DE69701849T2

DE69701849T2 - Aluminumoxidsol, Aluminiumoxidhydratpulver und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69701849T2
Application number: DE69701849T
Authority: DE
Inventors: Hachiro Hirano; Toshiya Matsubara; Katsumasa Nakahara; Kenji Yamada
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: DE69701849D1; EP0849223A1; US6048470A; EP0849223B1; ATE192413T1; US6342293B1

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aluminiumoxidsol und ein Aluminiumoxidhydratpulver und Verfahren zu deren Herstellung.
Ein Aufzeichnungsmedium war bekannt, welches eine Pseudoboehmit-enthaltende Tinte-empfangende Schicht aufweist, die auf einem Substrat gebildet ist (JP-A-2- 276670, JP-A-4-37576). Solch eine Tinte-empfangende Schicht ist eine poröse Schicht, welche durch Beschichten eines Aluminiumoxidsols auf einem Substrat, gefolgt von einer Gelierung bzw. Gelbildung, gebildet wird. Um für solch ein Aufzeichnungsmedium eine Aufzeichnung von hoher Qualität zu erhalten, ist es erforderlich, dass die Tinte-empfangende Schicht eine hohe Transparenz aufweist und die Porengröße und das Porenvolumen der Tinte-empfangenden Schicht groß sind.
Um die Farbdichte der Tinte nach dem Druck zu erhöhen, wird die Menge der Druckfarbe erhöht.
Wenn jedoch die Porengröße und das Porenvolumen in der Tinte-empfangenden Schicht nicht ausreichend groß sind, benötigt die Tinte-Absorption eine gewisse Zeit und ein Problem des Bördelns (beading) oder Auslaufens der Tinte findet wahrscheinlich statt, und ferner neigt die Kreisform der gedruckten Punkte dazu, schlecht zu sein, wodurch es schwierig ist, eine Aufzeichnung von hoher Qualität zu erhalten.
Wenn die Transparenz der Tinte-empfangenden Schicht, selbst wenn ein transparentes Substrat verwendet wird, niedrig ist, wird es unmöglich sein, ein Aufzeichnungsmedium mit einer guten Transparenz, welches als Film für einen Overhead- Projektor (nachfolgend zur Vereinfachung als OHP bezeichnet) geeignet ist, zu er halten. Wenn ein nichttransparentes bzw. undurchsichtiges Substrat verwendet wird, resultiert die niedrige Transparenz der Tinte-empfangenden Schicht in einer niedrigen rückstrahlenden Farbdichte der Tinte nach dem Druck und es wird schwierig, eine Aufzeichnung von hoher Qualität zu erhalten.
Als Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols ist ein Verfahren bekannt, in dem Aluminiumisopropoxid hydrolisiert wird und dann eine Säure zur Peptisation zugegeben wird (B.E. Yoldas, Amer. Ceram. Soc. Bull., 54, 289 (1975)). Das durch dieses Verfahren erhaltene Aluminiumoxidsol ist ein transparentes Sol und kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden.
Ferner ist ein Verfahren bekannt, wobei ein Alkalimetallhydroxid zu einem Alkalimetallaluminat zugegeben wird, wenn nötig, und eine Säure oder ein Salz einer Säure, wie Aluminiumchlorid, -sulfat oder -nitrat, dazugemischt wird, oder wobei ein Alkalimetallaluminat oder ein Aluminiumsalz einer Säure durch ein Ionenaustauscherharz ionenausgetauscht wird, um eine Aluminiumoxidhydratausfällung zu erhalten, die gealtert wird und dann peptisiert wird, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.
Ferner ist auch ein Verfahren bekannt, wobei eine Aluminiumoxidausfällung, die durch Hydrolyse von Aluminiumdodexid erhalten wird, gealtert wird, um ein Sol zu bilden (JP-A-7-232473).
Die durch Trocknen von Aluminiumoxidsolen erhaltenen Xerogele bzw. dispersionsmittelfreie Gele, welche durch die vorstehenden drei Verfahren erhalten wurden, waren in deren Tinte-Absorptivität bzw. Absorptionsvermögen mangelhaft, da deren durchschnittliche Porenradien oder Porenvolumina klein waren.
Als Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxids mit einem großen Porenvolumen war ein Calcinierungsverfahren eines Aluminiumoxidsols, welches durch kontinuierliche Zugabe eines Aluminiumsalzes und eines pH-Kontrollmittels zu einer Aufschlämmung eines Aluminiumhydroxids zur Aufrechterhaltung des pH in einem Bereich von 6 bis 11 (JP-A-58-190823) erhalten wurde, oder ein Calcinierungsver fahren eines Aluminiumoxidgels, welches durch mehrmaliges Wiederholen eines Arbeitsvorgangs des Zugebens eines Aluminium-enthaltenden Neutralisationsmittels zu einer Aufschlämmung von Aluminiumhydroxid zur Einstellung des pH in einem Bereich von 6 bis 11 (JP-A-58 213632) erhalten wurde, bekannt. Bei jedem Verfahren waren jedoch die Produkte wasserfreie Aluminiumoxidpartikel bzw. -teilchen, welche bei 500ºC calciniert wurden, und eine durch solche Aluminiumoxidteilchen gebildete Tinte-empfangende Schicht zeigte eine schlechte Transparenz.
Ein Verfahren ist auch bekannt, wobei eine Aluminiumoxidausfällung, welche durch Neutralisation oder Ionenaustausch eines Aluminiumsalzes oder eines Alkalimetallaluminats erhalten wird, getrocknet wird und pulverisiert wird, um ein Xerogel mit einem großen Porenvolumen zu erhalten, welches dann mit einem geeigneten Bindemittel gemischt wird, um eine Tinte-empfangende Schicht zu bilden (JP-B-3-24906). Mit solch einem Xerogel war die Sekundärteilchengröße des Aluminiumoxidhydrats jedoch groß, wodurch der Nachteil entstand, dass, wenn in Form einer Tinte-empfangenden Schicht gebildet, die Transparenz schlecht war.
Bislang wurde nämlich kein Aluminiumoxidhydratpulver erhalten, welches eine große Porengröße und ein großes Porenvolumen aufweist, und welches eine hohe Transparenz aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols bereit, welches das Rühren einer wässerigen Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats, die einen Feststoffgehalt von 1 bis 40 Gew.-% aufweist, bei einem pH von 7 bis 12 mit einer effektiven Verbrauchsleistung von mindestens 0,5 kW/m³ zur Aggregationsbehandlung und danach die Zugabe einer Säure zur Gel-Sol-Übergangsbehandlung bzw. Peptisation umfasst.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidhydratpulvers bereit, umfassend das Rühren einer wässerigen Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats, die einen Feststoffgehalt von 1 bis 40 Gew.-% aufweist, bei einem pH von 7 bis 12 mit einer effektiven Verbrauchsleistung von mindestens 0,5 kW/m³ zur Aggregationsbehandlung und nach der Aggregationsbehandlung die Zugabe eines Peptisationsmittels zu der Dispersion, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, und danach das Trocknen des Aluminiumoxidsols, um das Aluminiumoxidhydratpulver zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Aluminiumoxidsol bereit, welches ein Aluminiumoxidhydrat als Sol-Teilchen und säurehaltiges Wasser als Medium umfasst und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Aluminiumoxidhydratpulver, das durch die Entfernung von Wasser von dem Aluminiumoxidsol erhältlich ist, einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 7 nm und ein Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm von 0,80 bis 2,00 cm³/g aufweist und dass die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch das Aluminiumoxidsol mit einer Solkonzentration von 0,5 Gew.-% 5 bis 70% ist.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Aluminiumoxidhydratpulver bereit, welches im wesentlichen aus einem Säure-enthaltenden Aluminiumoxidhydrat besteht, welches einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 7 nm und ein Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm von 0,80 bis 2,00 cm³/g aufweist, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch ein Sol mit einer Solkonzentration von 0,5 Gew.-%, welches durch Dispergieren des Aluminiumoxidhydratpulvers in Wasser erhalten wird, von 5 bis 70% ist.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet das Aluminiumoxidhydratpulver ein Xerogel eines Aluminiumoxidhydrats. Der durchschnittliche Porenradius und das Porenvolumen sind Werte, welche mittels eines Stickstoff-Absorptions-Desorptionsgeräts für ein Aluminiumoxidsol hinsichtlich eines Xerogels, welches durch Trocknen des Aluminiumoxidsols bei 140ºC auf Gewichtskonstanz erhalten wurde, und für ein Aluminiumoxidhydratpulver hinsichtlich eines Vakuums wie es unter 1 · 10&supmin;² Torr bei 120ºC für 2 Stunden herrscht, gemessen wurden. Ferner ist in der vorliegenden Erfindung die Lichtdurchlässigkeit eines Aluminiumoxidsols ein numerischer Wert, der mittels eines Spektralphotometers durch Messen der Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch ein Aluminiumoxidsol in einer Dicke von 10 mm mit einer Konzentration, die so eingestellt ist, dass die Solkonzentration 0,5 Gew.-% ist (nachfolgend als Lichtdurchlässigkeit bei 0,5 Gew.-% bezeichnet), erhalten wurde. Hier ist die Solkonzentration ein Feststoffgehalt, welcher bezogen auf das Gewicht eines Xerogels erhalten wurde, der durch Trocknen eines Aluminiumoxidsols bei 140ºC auf Gewichtskonstanz erhalten wurde.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung detailliert im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, die Aggregationsbehandlung, die aus dem Rühren einer Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats mit einem Feststoffgehalt von 1 bis 40 Gew.-% bei einem pH von 7 bis 12 besteht, bei einer effektiven Verbrauchsleistung von mindestens 0,5 kW/m³ intensiv durchzuführen. Es ist bisher bekannt, die Alterung bei einem pH von 7 bis 12 bei der Herstellung eines Aluminiumoxidhydrats durchzuführen. Als Ergebnis umfangreicher Nachforschungen haben die Erfinder festgestellt, dass, wenn ein intensives Rühren während der Alterung durchgeführt wird, das Kristallwachstum und die Aggregation von Aluminiumoxidhydratteilchen wirksam stattfindet, wodurch die Porengröße und das Porenvolumen beachtlich erhöht werden.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren eine Verbrauchsleistung, welche durch Subtrahieren der Verbrauchsleistung während eines unbeladenen Laufs von der Gesamtverbrauchsleistung des Rührens erhalten wird.
In der vorliegenden Erfindung wird als solch eine effektive Verbrauchsleistung ein intensives Rühren mit einer Leistung von mindestens 0,5 kW/m³ pro Volumeneinheit der Dispersion des Aluminiumoxidhydrats durchgeführt. Wenn die Leistung weniger als 0,5 kW/m³ beträgt, schreiten das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen nicht ausreichend fort und die Porengröße und das Porenvolumen werden nicht ausreichend groß, was unerwünscht ist. Mehr bevorzugt beträgt die effektive Verbrauchsleistung mindestens 1,5 kW/m³. Je größer die effektive Verbrauchsleistung ist, desto besser, denn das Kristallwachstum und die Aggregation schreiten in kürzerer Zeit fort und es ist möglich, ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, welches im Stande ist, ein Aluminiumoxid-Xerogel zu bilden, welches eine große Porengröße und ein großes Porenvolumen aufweist und es ist möglich, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und Porenvolumen zu erhalten, was für eine industrielle Produktion sehr vorteilhaft ist. Wenn jedoch das Rühren übermäßig intensiv ist, neigen die Vibrationen des Geräts dazu, stark zu werden, wodurch die Verarbeitung schwierig wird. Demgemäß wird das Rühren vorzugsweise mit einer effektiven Verbrauchsleistung von höchstens 10 kW/m³ durchgeführt.
Um eine so starke Rührkraft auf die Dispersion anzuwenden, ist die Rührerschaufel vorzugsweise in Form von mehrstufigen Flügel- bzw. Blattschaufeln, mehrstufigen Turbinenschaufeln oder Ankerschaufeln aufgebaut und solch ein intensives Rühren kann durch Rotation der Rührerschaufeln eines solchen Typs bei hoher Geschwindigkeit realisiert werden. Faudler-Schaufeln oder ähnliches können auch verwendet werden. Ferner ist es auch wirksam, eine Prallplatte bzw. Ablenkplatte bzw. ein Leitblech bereitzustellen.
Der pH während der Aggregationsbehandlung beträgt von 7 bis 12.
Wenn der pH weniger als 7 beträgt, werden das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen nicht ausreichend fortschreiten und die Porengröße und das Porenvolumen werden nicht ausreichend groß sein. Wenn der pH 12 übersteigt, neigt das Aluminiumoxidhydrat dazu, sich zu lösen. Mehr bevorzugt beträgt der pH von 8 bis 11.
Es ist bevorzugt, eine Lauge bzw. Base zuzugeben, um den pH der Aluminiumoxidhydratdispersion auf den oberen Bereich einzustellen. Die zuzugebende Lauge ist nicht besonders beschränkt und ein Alkalimetallhydroxid, ein Erdalkalimetallhydroxid, Ammoniak, ein Amin oder eine quartäres Ammoniumhydroxid können beispielsweise verwendet werden. Ferner kann auch eine Lauge, die Aluminium enthält, wie ein Alkalimetallaluminat, verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt Natriumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Ammoniak, Triethylamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Natriumaluminat und Kaliumaluminat allein oder in Kombination als eine geeignete Mischung zu verwenden. Darunter ist ein Alkalimetallhydroxid wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, Natriumaluminat oder Kaliumaluminat bevorzugt.
Die Temperatur für die Aggregationsbehandlung beträgt vorzugsweise von 50 bis 150ºC. Je höher die Temperatur ist, desto kürzer ist die Zeit für das ausreichende Fortschreiten des Kristallwachstums und der Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen und desto größer wird die Porengröße und das Porenvolumen.
Wenn die Temperatur jedoch 150ºC übersteigt, wird die Verarbeitung schwierig. Die Temperatur beträgt mehr bevorzugt von 70 bis 110ºC.
Die erforderliche Zeit für die Aggregationsbehandlung beträgt vorzugsweise mindestens eine Stunde, obwohl sie abhängig von anderen Faktoren variieren kann. Wenn die Zeit weniger als eine Stunde beträgt, werden das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen nicht ausreichend fortschreiten und die Porengröße und das Porenvolumen werden nicht ausreichend groß.
Bei der Aggregationsbehandlung wird als Lösungsmittel für die Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats vorzugsweise Wasser verwendet. In das Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel, welches mit Wasser kompatibel ist, wie Ethanol oder Isopropanol, in einer Menge von höchstens 50 Mol.-% eingearbeitet werden.
Der Feststoffgehalt der Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats während der Aggregationsbehandlung beträgt von 1 bis 40 Gew.-%. Wenn der Feststoffgehalt weniger als 1 Gew.-% beträgt, werden das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen nicht ausreichend fortschreiten und die Porengröße und das Porenvolumen werden nicht ausreichend groß. Wenn er 40 Gew.-% übersteigt, neigt die Dispersion dazu hochviskos zu sein, wodurch ein Rühren schwierig wird. Der Feststoffgehalt beträgt mehr bevorzugt von 3 bis 20 Gew.-%. Der Feststoffgehalt ist hier eine Konzentration, welche durch Berechnung, bezogen auf den Feststoff, der durch Trocknen der Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats bei 140ºC bis zur Gewichtskonstanz erhalten wird, erhalten wird.
In der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangs-Aluminiumoxidhydrat beispielsweise im Handel erhältliches Aluminiumoxidhydratpulver oder ein Aluminiumoxidhydrat, welches durch Hydrolyse eines Aluminiumalkoxids oder eines anorganischen Aluminiumsalzes erhältlich ist, sein.
Als Ausgangs-Aluminiumalkoxid ist beispielsweise Aluminiumisopropoxid bevorzugt und es wird hydrolysiert, um ein Aluminiumoxidhydrat zu erhalten. Als anorganisches Ausgangs-Aluminiumsalz ist ein Alkalimetallaluminat bevorzugt; wenn es der Fall erfordert, kann ein Alkalimetallhydroxid zu einem Alkalimetallaluminat zugegeben werden. Zu dem anorganischen Aluminiumsalz wird eine Säure oder ein Aluminiumsalz, welches eine saure Lösung ergibt, wenn es gelöst wird, zugegeben, gefolgt von einer Hydrolyse, um ein Aluminiumoxidhydrat zu erhalten. Als Aluminiumsalz, welches eine saure Lösung ergibt, wenn es gelöst wird, kann beispielsweise Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat und Polyaluminiumchlorid verwendet werden. Ein Polyaluminiumchlorid ist eine Verbindung, welche durch Aln(OH)mCl3n-m (1 < n < 5, m < 10) dargestellt wird. Es ist bevorzugt, dass die Basizität, welche durch JIS-K4175 definiert ist, von Polyaluminiumchlorid von 5 bis 95% beträgt.
Ferner ist es möglich, ein Aluminiumoxidhydrat zu verwenden, welches durch Ionenaustausch eines Alkalimetallaluminats mittels eines Kationenaustauscherharzes oder durch Ionenaustausch eines Aluminiumsalzes, welches eine saure Lösung ergibt, wenn es gelöst wird, mittels eines Anionenaustauscherharzes erhältlich ist.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Aluminiumoxidsol als Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats verwendet werden, wobei ein Teil bereits zu einem Sol peptisiert ist, und beispielsweise kann ein im Handel erhältliches Aluminiumoxidsol verwendet werden.
Wenn ein Aluminiumoxidhydrat mit einer großen durchschnittlichen Teilchengröße als Ausgangsmaterial verwendet wird, wird es vorzugsweise beispielsweise durch eine Medium-Rühr-Mühle vor der Aggregationsbehandlung pulverisiert. Wenn das Material durch eine Medium-Rühr-Mühle auf eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von höchstens 1 um, vorzugsweise von höchstens 0,7 um, pulverisiert wird, wird das Kristallwachstum und die Aggregation des Aluminiumoxidhydrats wirksamer stattfinden, wodurch es möglich ist, ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, welches, wenn getrocknet, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und einer hohen Transparenz ergibt.
Als Material für Perlen bzw. Kügelchen etc. der Medium-Rühr-Mühle wird hier Aluminiumoxid oder Zirconiumdioxid hinsichtlich der Verhinderung des Abriebs oder des Einschlusses von Verunreinigungen bevorzugt.
In dem Stadium, wenn in der vorliegenden Erfindung die Aggregationsbehandlung beendet wurde, kann das Aluminiumoxidhydrat in einem Dispersionszustand vorliegen und es ist nicht erforderlich, dass es ein ausreichend peptisiertes Aluminiumoxidsol ist. In der vorliegenden Erfindung wird die Dispersion nach der Aggregationsbehandlung gegebenenfalls gewaschen und getrocknet, wodurch ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen einfach erhalten werden kann. Dieses Aluminiumoxidhydratpulver weist jedoch eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von mindestens 1 um auf und enthält kein Peptisationsmittel, wie eine Säure.
Demgemäß, selbst wenn es in einem Lösungsmittel dispergiert ist, kann keine ausreichend einheitliche Dispersion erhalten werden und die Transparenz ist mangelhaft.
Um ein Aluminiumoxidsol oder ein Aluminiumoxidhydratpulver zu erhalten, welches eine gute Transparenz genauso wie eine große Porengröße und ein großes Porenvolumen aufweist, wird ein Peptisationsmittel, wie eine Säure, zu der Dispersion nach der Aggregationsbehandlung zugegeben, um die Peptisationsbehandlung durchzuführen.
Falls die Dispersion nach der Aggregationsbehandlung eine große Menge von Verunreinigungs-Ionen (impurity ions), wie Alkalimetallionen, enthält, ist es bevorzugt solche Verunreinigungs-Ionen durch Reinigung vor der Peptisationsbehandlung zu entfernen. Als Verfahren zur Entfernung der Verunreinigungen ist es wirksam und bevorzugt, eine Ultrafiltrationsmembran zu verwenden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, die Reinigung bis zu solch einem Ausmaß durchzuführen, dass die Gesamtmenge der Verunreinigungs-Ionen höchstens 10 Milliäquivalente pro Mol Aluminiumatome betragen würde. Zweckmäßigerweise kann die Reinigung durchgeführt werden, bis die elektrische Leitfähigkeit des Filtrats vorzugsweise höchstens 100 uS/cm wird. Wenn der Anteil der Verunreinigungs-Ionen 10 Milliäquivalente übersteigt, neigen die Porengröße und das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydrats, welches durch Trocknen erhältlich ist, dazu klein zu werden und durch die Peptisationsbehandlung kann ein Aluminiumoxidsol mit einer guten Dispergierbarkeit kaum erhalten werden.
Die für die Peptisationsbehandlung zuzusetzende Säure ist nicht besonders beschränkt und eine anorganische Säure, wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure oder Amidosulfonsäure bzw. Amidoschwefelsäure, oder eine organische Säure, wie Essigsäure, können verwendet werden. Es ist insbesondere bevorzugt unter diesen Essigsäure oder Amidosulfonsäure zu verwenden.
Die Menge der Säure für die Peptisationsbehandlung beträgt vorzugsweise von 0,005 bis 0,2 Äquivalente pro Mol Aluminiumatome in dem Aluminiumoxidsol. Wenn die Menge weniger als 0,005 Äquivalente beträgt, dauert es nicht nur lange bis zur Peptisation, sondern auch die Gelierung bzw. Gelbildung wird wahrscheinlich erfolgen, wenn die Konzentration des Aluminiumoxidsols hoch ist, was unerwünscht ist. Wenn die Menge 0,2 Äquivalente übersteigt, ist es wahrscheinlich, dass sich das Aluminiumoxidhydrat lösen wird, was unerwünscht ist. Sie beträgt bevorzugt 0,01 bis 0,1 Äquivalente.
In der vorliegenden Erfindung wird die Peptisationsbehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 70ºC, insbesondere mindestens 80ºC, unter Rühren für mindestens eine Stunde durchgeführt. Wenn die Temperatur niedriger als 70ºC ist, kann es eine lange Zeit bis zur Peptisation dauern oder die Peptisation neigt dazu, mangelhaft zu sein, was unerwünscht ist. Ferner, wenn die Temperatur hoch ist, neigt der Dampfdruck des Lösungsmittels dazu hoch zu sein und ein Sieden findet wahrscheinlich statt, wodurch die Bearbeitung schwierig wird. Demgemäß beträgt die Temperatur vorzugsweise höchstens 120ºC. Die für die Peptisation erforderliche Zeit neigt durch Erhöhung des Säureanteils als Peptisationsmittel dazu, verkürzt zu werden. Dennoch beträgt sie im allgemeinen vorzugsweise von 1 bis 72 Stunden.
In der vorliegende Erfindung kann als Verfahren zur Peptisation anstelle der vorstehend erwähnten Wärmebehandlung auch eine Ultraschallbehandlung der Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats angewendet werden. Es ist insbesondere bevorzugt, die Ultraschallbehandlung nach der Wärmebehandlung durchzuführen.
Durch die vorstehende Peptisationsbehandlung kann die Sekundärteilchengröße der Aluminiumoxidsolteilchen einfach eingestellt werden. Es ist bevorzugt, die durchschnittliche Sekundärteilchengröße auf einen Bereich von 50 bis 1000 nm einzustellen, wodurch es möglich wird, ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, welches, wenn getrocknet, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und hoher Transparenz ergibt.
Ferner enthält das Aluminiumoxidhydratpulver, welches durch Trocknen solch eines Aluminiumoxidsols erhältlich ist, eine Säure als Peptisationsmittel und wenn es mit einem Bindemittel gemischt wird, wird es einfach re-peptisiert.
Demgemäß ist es durch Verwendung dieses Aluminiumoxidhydratpulvers auch möglich, ein Beschichtungs- bzw. Überzugsfluid bereitzustellen, welches imstande ist, eine Tinte-empfangende Schicht mit hoher Transparenz zu bilden. Wenn hier die Temperatur zum Trocknen des Aluminiumoxidsols zu niedrig ist, dauert das Trocknen lange. Demgemäß beträgt die Trockentemperatur vorzugsweise mindestens 50ºC.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und ein Alu miniumoxidsol, welches, wenn getrocknet, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und hoher Transparenz bereitstellt, einfach herzustellen. Wenn eine Tinte-empfangende Schicht durch Beschichten und Trocknen einer geeigneten Mischung des Aluminiumoxidsols oder Aluminiumoxidhydratpulvers, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird, und eines Bindemittels auf einem Substrat gebildet wird, ist es möglich, ein Aufzeichnungsmedium mit einem ausgezeichneten Tinte-Absorptionsvermögen zu erhalten. Wenn ferner ein transparentes Substrat verwendet wird, ist es möglich, ein transparentes Aufzeichnungsmedium zu erhalten.
Insbesondere hinsichtlich der Eigenschaften des durch die vorliegende Erfindung erhältlichen Aluminiumoxidsols, beträgt die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch ein Aluminiumoxidsol mit der Solkonzentration, die auf 0,5 Gew.-% eingestellt ist, von 5 bis 70% und das Aluminiumoxidhydratpulver weist einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 5 nm und ein Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm von 0,50 bis 2,00 cm³/g auf. Das Aluminiumoxidhydratpulver ist hier ein Xerogel, welches durch Trocknen des Aluminiumoxidsols bei 140ºC auf Gewichtskonstanz erhalten wurde, und die Solkonzentration ist ein Feststoffgehalt, der durch Berechnung unter Bezug auf das vorstehende Xerogel in dem Aluminiumoxidsol erhalten wird.
Die Solteilchen in dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidsol und dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydratpulver sind vorzugsweise ein Aluminiumoxidhydrat mit einer Boehmitstruktur, die durch die Summenformel Al&sub2;O&sub3;·xH&sub2;O (0 ≤ x < 2) dargestellt wird. Die Kristalle mit solch einer Boehmitstruktur in dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidsol und dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydratpulver weisen vorzugsweise eine Dicke jedes Kristalliten in einer Richtung senkrecht zu der (010)- Ebene bzw. Netzebene (nachfolgend als "Kristallitgröße" bezeichnet) von mindestens 6,0 nm auf. Wenn die Kristallgröße weniger als 6,0 nm beträgt, kann keine Tinte-empfangende Schicht mit ausgezeichnetem Absorptionsvermögen gebildet werden.
Diese Kristallitgröße ist ein Wert, der durch Shieler's-Formel (1 = 0,9 λ/Bcosθ) aus dem Beugungswinkel 2θ (º) des Signals der (020)-Ebene und der Halbwertbreite B (rad) erhalten wurde, welche durch Röntgenbeugungsanalyse bzw. Röntgenstrukturanalyse des Aluminiumoxidhydratpulvers, das durch Trocknen des Aluminiumoxidsols bei 140ºC zur Gewichtskonstanz erhalten wurde, erhalten wurde. In dieser Formel steht t für die Kristallitgröße (nm) und λ steht für die Wellenlänge (nm) der Röntgenstrahlung.
Das erfindungsgemäße Aluminiumoxidsol oder das erfindungsgemäße Aluminiumoxidhydratpulver enthalten eine Säure, die als Peptisationsmittel wirkt. Demgemäß kann es, wenn es mit einem Bindemittel oder ähnlichem gemischt wird, um eine Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats zu bilden, einfach in Form eines Sols gebildet werden. Durch Verwendung solch eines Aluminiumoxidsols oder eines Aluminiumoxidhydratpulvers ist es ferner möglich, eine Tinte-empfangende Schicht mit hoher Transparenz und ausgezeichnetem Tinte-Absorptionsvermögen zu bilden. Das erfindungsgemäße Aluminiumoxidsol oder das erfindungsgemäße Aluminiumoxidhydratpulver sind nämlich als Aufzeichnungsmedium bevorzugt.
Das Bindemittel zur Bildung einer Tinte-empfangenden Schicht kann beispielsweise eine organische Substanz, wie Stärke oder dessen modifiziertes Produkt, ein Polyvinylalkohol oder dessen modifiziertes Produkt, SBR-Latex, NBR-Latex, Hydroxycellulose oder Polyvinylpyrrolidon sein. Wenn die Menge des Bindemittels zu gering ist, neigt die Stärke bzw. Festigkeit der porösen Tinte-empfangenden Schicht dazu, mangelhaft zu sein und wenn sie zu hoch ist, neigt das Tinte- Absorptionsvermögen dazu schlecht zu sein. Demgemäß beträgt die Menge des Bindemittels vorzugsweise von 3 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Aluminiumoxidhydratteilchen.
Das durch Dispergieren des Aluminiumoxidsols oder des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydratpulvers in Wasser erhältliche Sol weist eine Lichtdurchlässigkeit bei 0,5 Gew.-% von 5 bis 70% auf und ist daher ausgezeichnet in der Transparenz. Mehr bevorzugt beträgt die Lichtdurchlässigkeit bei 0,5 Gew.-% mindestens 10%.
Die durchschnittliche Sekundärteilchengröße des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidsols beträgt vorzugsweise 50 bis 1000 nm, wie mittels eines Laser-Streuungs- Teilchengrößenmessgeräts gemessen. Wenn die durchschnittliche Sekundärteilchengröße weniger als 50 nm beträgt, neigen der durchschnittliche Porenradius und das Porenvolumen des Aluminiumoxidhydratpulvers, welches durch Trocknen des Sols erhältlich ist, dazu klein zu sein, obwohl die Transparenz des Aluminiumoxidsols hoch sein kann, was unerwünscht ist. Wenn sie 1000 nm übersteigt, neigt die Transparenz des Aluminiumoxidsols dazu niedrig zu sein, was unerwünscht ist. Mehr bevorzugt beträgt sie höchstens 400 nm.
Das Verfahren zum Einstellen der durchschnittlichen Sekundärteilchengröße des Aluminiumoxidsols in einem Bereich von 50 bis 1000 nm ist nicht besonders beschränkt. Dennoch ist es bevorzugt, das Heizen bzw. Erhitzen und Rühren und/oder die Verwendung einer Ultraschallvibration nach Zugabe einer Säure als Peptisationsmittel zu der Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats durchzuführen.
Hinsichtlich der Porenstruktur des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydratpulvers beträgt der durchschnittliche Porenradius mindestens 7 nm und das Gesamtvolumen von Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm beträgt von 0,80 bis 2,00 cm³/g. Mit solch einer Porenstruktur zeigt die Tinte-empfangende Schicht, die durch ein Beschichtungsfluid, welches im wesentlichen aus dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidsol oder dem erfindungsgemäßen Aluminiumoxidhydratpulver besteht, gebildet wird, ein ausgezeichnetes Tinte-Absorptionsvermögen.
Wenn der durchschnittliche Porenradius weniger als 7 nm beträgt oder wenn das Gesamtvolumen der Poren weniger als 0,80 cm³/g beträgt, neigt das Tinte- Absorptionsvermögen der Tinte-empfangenden Schicht dazu, schlecht zu sein, was unerwünscht ist. Wenn andererseits das Gesamtvolumen der Poren 2,00 cm³/g übersteigt, neigt die Tinte-empfangende Schicht dazu sehr porös zu sein, wodurch die mechanische Stärke bzw. Festigkeit dazu neigt so schlecht zu sein, dass es praktisch nicht ausreichend ist. Mehr bevorzugt beträgt das Gesamtvolumen der Poren von 0,9 bis 1,6 cm³/g.
Der Feststoffgehalt des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidsols ist nicht besonders beschränkt, aber er beträgt vorzugsweise von 5 bis 40 Gew.-%. Wenn der Feststoffgehalt 40 Gew.-% übersteigt, neigt das Aluminiumoxidsol dazu, hochviskos und schwierig handhabbar zu sein. Wenn er andererseits weniger als 5 Gew.-% beträgt, muss eine große Wassermenge verdampft werden, um eine Tinte-empfangende Schicht durch Trocknen zu bilden, was vom Standpunkt der Produktion bzw. Herstellung unvorteilhaft ist. Der Feststoffgehalt beträgt mehr bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-%.
Nachfolgend wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf erfindungsgemäße Beispiele (Beispiel 1 bis 7 und 12) und Vergleichsbeispiele (Beispiele 8 bis 11) beschrieben. Dennoch soll die vorliegende Erfindung keinesfalls durch solch spezifische Beispiele beschränkt werden.
Die Beurteilung verschiedener Eigenschaften wurde durch die folgenden Verfahren (1) bis (4) durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 1 gezeigt. In den folgenden Beispielen ist das Aluminiumoxidhydratpulver ein Xerogel, welches durch Trocknen eines Aluminiumoxidsols bei 140ºC zur Gewichtskonstanz erhalten wurde, und die Solkonzentration ist ein Feststoffgehalt eines Aluminiumoxidsols, welche bezogen auf solch ein Xerogel berechnet wurde.
(1) Teilchengröße (Einheit: nm): Die durchschnittliche Sekundärteilchengröße von Solteilchen eines Aluminiumoxidsols wurde durch ein Laser-Streuungs- Teilchengrößenmessgerät LPA-3000/3100 Model, hergestellt von Ootsuka Denshi K.K., gemessen.
(2) Lichtdurchlässigkeit (Einheit: %): Ein Aluminiumoxidsol wurde auf eine Solkonzentration von 0,5 Gew.-% verdünnt und die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm wurde in einer Dicke von 10 mm mittels eines Spektralphotometers UV-1200 Model, hergestellt von Shimadzu Corporation, gemessen.
(3) Kristallitgröße (Einheit: nm): Hinsichtlich eines Aluminiumoxidhydratpulvers wurde die Kristallitgröße durch Röntgenstrukturanalyse erhalten.
(4) Porenvolumen (Einheit: cm³/g), Porenradius (Einheit: nm) und spezifische Oberfläche (Einheit: m²/g): Ein Aluminiumoxidhydratpulver wurde bei 120ºC unter 1 · 10&supmin;² Torr für zwei Stunden im Vakuum entgast und dann wurden Messungen mittels eines Stickstoff-Absorptions-Desorptions-Geräts Omnisorp 100 Model, hergestellt von Coulter Corporation, durchgeführt. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen bedeutet das Porenvolumen das Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm und der Porenradius bedeutet einen durchschnittlichen Porenradius.

BEISPIEL 1

In einen Glasreaktor mit einer Kapazität bzw. einem Fassungsvermögen von 2000 cm³ werden 140 cm³ einer wässerigen Aluminiumnitratlösung mit einer Konzentration von 5 Gew.-%, als Al&sub2;O&sub3; berechnet, und 1500 cm³ entionisiertes Wasser beschickt und auf 95ºC erhitzt. Während diese Lösung bei 95ºC belassen wird, wird eine wässerige Natriumaluminatlösung mit einer Konzentration von 20 Gew.-%, als Al&sub2;O&sub3; berechnet, unter Rühren dazugegeben, bis der pH der Lösung 9,5 wurde. Nachdem die Lösung für 5 Minuten bei pH 9,5 belassen wurde, wurde eine wässerige Aluminiumnitratlösung mit einer Konzentration von 5 Gew.-% dazugegeben, bis der pH der Lösung 3,5 wurde. Nachdem die Lösung für 5 Minuten bei pH 3,5 belassen wurde, wurde eine wässerige Natriumaluminatlösung mit einer Konzentration von 20 Gew.-% nochmals dazugegeben, bis der pH der Lösung 9,5 wurde und die Lösung wurde 5 Minuten bei pH 9,5 belassen. In der gleichen Weise wurde der Wechsel zwischen pH 3,5 und 9,5 achtmal wiederholt und dann wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Flüssigkeit zu erhalten, in der feine Aluminiumoxid-Teilchen suspendiert waren.
Unter Verwendung eines Ultrafiltrationsgeräts wurde diese Flüssigkeit einer Ultrafiltration unterzogen, während das Volumen der Lösung durch Zugabe von entionisiertem Wasser konstant gehalten wurde, bis die elektrische Leitfähigkeit des Filtrats auf ein Ausmaß von nicht höher als 10 uS/cm abnahm. Dann wurde eine wässerige Natriumhydroxidlösung dazugegeben, bis der pH der Lösung 10,0 wurde und die Lösung wurde wieder auf 95ºC erhitzt und bei 95 bis 97ºC unter starkem Rühren für 48 Stunden bei der Aggregationsbehandlung belassen. Als Reaktor wurde ein Reaktor mit einem Fassungsvermögen von 2000 cm³, der mit vier Prallplatten bzw. Leitblechen ausgestattet war, verwendet und das Rühren wurde bei 600 Umdrehungen pro Minute unter Verwendung einer Ankerschaufel als Rührerschaufel durchgeführt. Die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren zu diesem Zeitpunkt betrug 1,5 kW/m³.
Danach wurde Essigsäure zu der erhaltenen Suspension in einer Menge von 0,025 Äquivalenten pro Mol Aluminiumatome zugegeben und die Dispersion wurde bei einer Temperatur von 95 bis 97ºC für 24 Stunden zur Peptisation belassen. Dann wurde sie aufkonzentriert, bis die Solkonzentration 10 Gew.-% betrug und dann einer Ultraschallbehandlung unterzogen, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.

BEISPIEL 2

Ein Aluminiumoxidsol wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass nach der Ultrafiltration eine Aggregationsbehandlung für 34 Stunden durch Wechsel der Rotationsgeschwindigkeit beim Rühren auf 700 Umdrehungen pro Minute und dem Wechsel der tatsächlichen bzw. effektiven Verbrauchsleistung zum Rühren auf 2,0 kW/m³ durchgeführt wurde.

BEISPIEL 9

Ein Aluminiumoxidsol wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass nach der Ultrafiltration keine Aggregationsbehandlung durchgeführt wurde und nach der Erhöhung der Temperatur sofort Essigsäure zur Peptisation zugegeben wurde.

BEISPIEL 3

In einen Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen von 3,0 m³ wurden 451 kg einer wässerigen Aluminiumchloridlösung mit einer Konzentration von 11,5 Gew.-%, als Al&sub2;O&sub3; berechnet, und 2053 kg entionisiertes Wasser beschickt und 339 kg einer wässerigen Natriumaluminatlösung mit einer Konzentration von 20,0 Gew.-%, als Al&sub2;O&sub3; berechnet, wurden unter Rühren zugegeben, um den pH auf 5,0 einzustellen, um dadurch eine Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats zu erhalten. Eine 48 Gew.- %-ige wässerige Natriumhydroxidlösung wurde zu dieser Dispersion gegeben, um den pH der Dispersion auf 11,0 einzustellen. Die Dispersion wurde auf 95ºC erhitzt und eine Aggregationsbehandlung wurde für 27 Stunden durchgeführt, während die Dispersion unter intensivem Rühren bei 95ºC belassen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden Faudler-Schaufeln als Rührerschaufeln verwendet und die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren betrug 0,7 kW/m³.
Unter Verwendung eines Ultrafiltrationsgeräts wurde die Dispersion nach der Aggregationsbehandlung einer Ultrafiltration unterzogen, während das Volumen der Lösung durch Zugabe von entionisiertem Wasser konstant gehalten wurde, bis die elektrische Leitfähigkeit des Filtrats auf ein Ausmaß von nicht höher als 15 uS/cm abnahm. Zu dieser Dispersion wurde Essigsäure in einer Menge von 0,05 Äquivalenten pro Mol Aluminiumatome gegeben und die Dispersion wurde bei 95 bis 97ºC für 24 Stunden zur Peptisation belassen. Dann wurde sie aufkonzentriert, bis die Solkonzentration 10 Gew.-% betrug und dann einer Unterschallbehandlung unterzogen, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.

BEISPIEL 4

1930 g einer Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats mit einem pH von 5,0, welches in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 erhalten wurde, wurde in einen Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen von 2000 cm³ beschickt, der mit vier Prallplatten bzw. Leitblechen ausgestattet war, und eine 48 Gew.-%-ige wässerige Natriumhydroxidlösung wurde dazugegeben, um den pH der Dispersion auf 11,0 einzustellen. Die Dispersion wurde auf 95ºC erhitzt und eine Aggregationsbehandlung wurde für 20 Stunden durchgeführt, während die Dispersion unter intensivem Rühren bei 95ºC belassen wurde. Ankerschaufeln wurden als Rührerschaufeln verwendet und das Rühren wurde bei 600 Umdrehungen pro Minute durchgeführt.
Die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren betrug 1,5 kW/m³. Dann wurde eine Reinigung und eine Peptisation in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.

BEISPIEL 5

Ein Aluminiumoxidsol wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer dass die Zeit für die Aggregationsbehandlung auf 96 Stunden geändert wurde.

BEISPIEL 6

Eine Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats mit einem pH von 5,0 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass ein Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen von 3,0 m³, der mit vier Prallplatten bzw. Leitblechen ausgestattet war, verwendet wurde. Eine 48 Gew.-%-ige wässerige Natriumhydroxidlösung wurde zu dieser Dispersion zugegeben, um den pH der Dispersion auf 11,0 einzustellen. Die Dispersion wurde auf 95ºC erhitzt und eine Aggregationsbehandlung wurde für 11 Stunden durchgeführt, während die Dispersion unter intensivem Rühren bei 95ºC belassen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden fünfstufige Flügel- bzw. Blattschaufeln als Rührerschaufeln verwendet und das Rühren wurde bei 84 Umdrehungen pro Minute durchgeführt. Die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren bei diesem Zeitpunkt betrug 3,6 kW/m³. Dann wurde eine Reinigung und eine Peptisation in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.

BEISPIEL 10

Ein Aluminiumoxidsol wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass eine Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats mit einem pH von 5,0, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 erhalten wurde, keiner Aggregationsbehandlung unterzogen wurde.

BEISPIEL 7

Eine Dispersion aus 600 cm³ entionisiertem Wasser, das zu 75 g im Handel erhältlichem Boehmit (durchschnittliche Sekundärteilchengröße: 60 um) gegeben wurde, wurde mittels einer Medium-Rühr-Mühle unter Verwendung von Zirconiumdioxidperlen bzw. -kügelchen mit einem Durchmesser von 0,3 mm auf eine durchschnittliche Sekundärteilchengröße von 285 nm pulverisiert. Dann wurde diese Dispersion in einen Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen von 2000 cm³ beschickt, der mit vier Prallplatten bzw. Leitblechen ausgestattet war, und 825 cm³ entionisiertes Wasser wurden dazugegeben. Ferner wurde eine wässerige Natriumhydroxidlösung in einer Menge von einem Milliäquivalent pro Mol Aluminiumatome dazugegeben, um den pH auf 9,4 einzustellen. Die Dispersion wurde auf 90ºC erhitzt und eine Aggregationsbehandlung wurde für 9 Stunden durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wurden Ankerschaufeln als Rührerschaufeln verwendet und das Rühren wurde bei 570 Umdrehungen pro Minute durchgeführt. Die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren betrug 1,7 kW/m³.
Ohne Reinigung dieser Dispersion wurde Essigsäure in einer Menge von 0,025 Äquivalenten pro Mol Aluminiumatome zugegeben und die Dispersion wurde zur Peptisation bei 90ºC für 14 Stunden belassen. Dann wurde sie aufkonzentriert, bis die Solkonzentration 10 Gew.-% betrug und dann einer Ultraschallbehandlung unterzogen, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten.

BEISPIEL 11

Im Handel erhältliche Boehmitteilchen wurden ohne Pulverisierung wie in Beispiel 7 verwendet, entionisiertes Wasser wurde dazugegeben, so dass die Aluminiumoxidkonzentration 10 Gew.-% wurde, um eine Dispersion zu erhalten. Dazu wurde Essigsäure in einer Menge von 0,2 Äquivalenten pro Mol Aluminiumatome gegeben und die Dispersion wurde bei 95ºC für 72 Stunden belassen. Ferner wurde sie einer Überschall- bzw. Ultraschallbehandlung unterzogen, aber es war nicht möglich die Sekundärteilchengröße auf einen Bereich von nicht mehr als 1 um einzustellen.

BEISPIEL 8

Nach dem Durchführen der Aggregationsbehandlung und der Reinigung in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 wurde keine Peptisationsbehandlung durchgeführt und die Lichtdurchlässigkeit wurde gemessen. Dann wurde die Dispersion bei 140ºC getrocknet, um ein Aluminiumoxidhydratpulver zu erhalten.
Aus dem Vergleich zwischen den Beispielen 1 bis 6 und den Beispielen 9 und 10 ist ersichtlich, dass das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen durch die Aggregationsbehandlung ausreichend fortschreiten, wodurch das Porenvolumen und der Porenradius groß werden.
Aus dem Vergleich zwischen Beispiel 1 und Beispiel 2 und der Beispiele 3, 4 und 6 ist ersichtlich, dass, wenn die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren während der Aggregationsbehandlung hoch ist, das Kristallwachstum und die Aggregation der Aluminiumoxidhydratteilchen in einer kurzen Zeit ausreichend fortschreiten. Aus dem Vergleich zwischen Beispiel 4 und Beispiel 5 ist ferner ersichtlich, dass das Porenvolumen und der Porenradius des Aluminiumoxidhydratpulvers größer werden, je länger die Zeit zur Aggregationsbehandlung beträgt.
Aus den Beispielen 7 und 11 ist ersichtlich, dass, selbst wenn Boehmitteilchen mit einem kleinen Porenvolumen und einem kleinen Porenradius, die kaum peptisiert sind, als Ausgangsmaterial verwendet wurden, es möglich war, ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, welches ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einem großen Porenvolumen und einem großen Porenradius und hoher Transparenz bereitstellt, wenn das Ausgangsmaterial, beispielsweise durch eine Medium-Rühr-Mühle pulverisiert wurde und einer Aggregationsbehandlung unterzogen wurde.
Aus dem Vergleich von Beispiel 8 und Beispiel 4 ist ferner ersichtlich, dass ein Aluminiumoxidhydratpulver, welches durch Trocknen ohne eine Peptisationsbehandlung erhalten wurde, ein sehr großes Porenvolumen und Porenradius auf weist, obwohl die Transparenz niedrig ist.

BEISPIEL 12

In einen Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen von 3,0 m³ wurden 491 kg basisches Polyaluminiumchlorid mit einer Konzentration von 24 Gew.-%, berechnet als Al&sub2;O&sub3;, mit einer Basität von 84% (Handelsname: TAKI BINE # 1500, hergestellt von TAKI CHEMICAL Co., LTD.) und 2320 kg entionisiertes Wasser beschickt und auf 95ºC erhitzt. Während diese Lösung bei 95ºC belassen wurde, wurde eine wässerige Natriumaluminatlösung mit einer Konzentration von 20 Gew.-%, berechnet als Al&sub2;O&sub3;, zugegeben, um dadurch eine Aluminiumoxidhydratdispersion mit einem pH von 8,7 bei 95ºC zu erhalten.
Dann wurde eine Aggregationsbehandlung für 18 Stunden durchgeführt, während die Dispersion bei 93 bis 97ºC unter intensivem Rühren belassen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden fünfstufige Flügel- bzw. Blattschaufeln als Rührerschaufeln verwendet und das Rühren wurde bei 90 Umdrehungen pro Minute durchgeführt. Die effektive Verbrauchsleistung zum Rühren bei diesem Zeitpunkt betrug 4,2 kW/m³. Dann wurde die Reinigung und die Peptisation in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten. Tabelle 1
Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Aluminiumoxidhydratpulver mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und ein Aluminiumoxidsol, welches nach der Entfernung des Lösungsmittels davon ein Aluminiumoxidhydrat mit einer großen Porengröße und einem großen Porenvolumen und einer hohen Transparenz bereitstellt, einfach herzustellen. Wenn das Aluminiumoxidhydratpulver mit einem Bindemittel geeignet gemischt wird, um ein Beschichtungs- bzw. Überzugsfluid zu erhalten, und das Beschichtungs- bzw. Überzugsfluid auf einem Substrat beschichtet und getrocknet wird, um eine Tinte-empfangende Schicht zu bilden, kann ein Aufzeichnungsmedium mit einem guten Tinte- Absorptionsvermögen erhalten werden.
Ferner wird das Aluminiumoxidsol oder das Aluminiumoxidhydratpulver, welches durch Entfernen des Lösungsmittels von dem Aluminiumoxidsol erhalten wird, geeignet mit einem Bindemittel gemischt, um ein Beschichtungs- bzw. Überzugsfluid zu erhalten und das Beschichtungs- bzw. Überzugsfluid wird auf einem Substrat beschichtet und getrocknet, um eine Tinte-empfangende Schicht zu bilden, wodurch ein Aufzeichnungsmedium mit einem guten Tinte-Absorptionsvermögen und einer Tinte-empfangenden Schicht mit einer ausgezeichneten Transparenz erhalten werden kann. Insbesondere wenn eine Tinte-empfangende Schicht auf einem transparenten Substrat gebildet wird, kann ein Aufzeichnungsmedium, welches für die Verwendung als OHP-Blatt bzw. -Folie geeignet ist, erhalten werden.
Wenn ferner eine Tinte-empfangende Schicht auf einem nichttransparenten bzw. undurchsichtigen Substrat gebildet wird, ist es möglich, eine klare Aufzeichnung mit einer hohen Farbdichte zu erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols, welches das Rühren einer wässrigen Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats, die einen Feststoffgehalt von 1 bis 40 Gew.-% aufweist, bei einem pH von 7 bis 12 mit einer effektiven Verbrauchsleistung von mindestens 0,5 kW/m³ zur Aggregationsbehandlung und danach die Zugabe einer Säure zur Gel-Sol- Übergangsbehandlung umfaßt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols nach Anspruch 1, wobei in der Aggregationsbehandlung der pH durch Zugabe eines Alkalimetallhydroxids oder eines Alkalimetallaluminats zu der Dispersion des Aluminiumoxidhydrats auf 7 bis 12 eingestellt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Aluminiumoxidhydrat ein Aluminiumoxidhydrat ist, welches durch Hydrolyse eines anorganischen Aluminiumsalzes oder eines Aluminiumalkoxids erhalten wurde.

4. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidhydratpulvers, umfassend das Rühren einer wässerigen Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats, die einen Feststoffgehalt von 1 bis 40 Gew.-% aufweist, bei einem pH von 7 bis 12 mit einer effektiven Verbrauchsleistung von mindestens 0,5 kW/m³ zur Aggregationsbehandlung und nach der Aggregationsbehandlung die Zugabe eines Peptisationsmittels zu der Dispersion, um ein Aluminiumoxidsol zu erhalten, und danach das Trocknen des Aluminiumoxidsols, um das Aluminiumoxidhydratpulver zu erhalten.

5. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidhydratpulvers nach Anspruch 4, wobei in der Aggregationsbehandlung der pH durch Zugabe eines Alkalimetallhydroxids oder eines Alkalimetallaluminats zu der Dispersion eines Aluminiumoxidhydrats auf 7 bis 12 eingestellt wird.

6. Aluminiumoxidsol; welches ein Aluminiumoxidhydrat als Sol-Teilchen und säurehaltiges Wasser als Medium umfaßt und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Aluminiumoxidhydratpulver, das durch die Entfernung von Wasser von dem Aluminiumoxidsol erhältlich ist, einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 7 nm und ein Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm von 0,80 bis 2,00 cm³/g aufweist und daß die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch das Aluminiumoxidsol mit einer Solkonzentration von 0,5 Gew.-% 5 bis 70% ist.

7. Aluminiumoxidhydratpulver, welches ein säurehaltiges Aluminiumoxidhydrat, das einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 7 nm und ein Gesamtvolumen der Poren mit Porenradien von 1 bis 100 nm von 0,80 bis 2,00 cm³/g aufweist, umfaßt und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Durchlässigkeit von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm durch ein Sol mit einer Solkonzentration von 0,5 Gew.-%, welches durch Dispergieren des Aluminiumoxidhydratpulvers in Wasser erhalten wird, 5 bis 70% ist.

8. Aufnahmemedium mit einer porösen Schicht, welche durch das Beschichten und das Trocknen eines durch Mischen des wie in Anspruch 6 definierten Aluminiumoxidsols mit einem Bindemittel hergestellten Beschichtungsfluids auf einem Substrat geformt wurde.

9. Aufnahmemedium mit einer porösen Schicht, welche durch das Beschichten und das Trocknen eines durch Mischen des wie in Anspruch 7 definierten Aluminiumoxidhydratpulvers mit einem Bindemittel hergestellten Beschichtungsfluids auf einem Substrat geformt wurde.