JP2000272917A - 樹脂充填用珪酸アルミニウム及びその製造方法ならびにそれを含有してなる透明性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 充填材としての樹脂充填用珪酸アルミニウム
及びその製造方法ならびにそれを含有してなる透明性樹
脂組成物を提供する。 【解決手段】 一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ
（Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
１．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
が０．０１以下である珪酸アルミニウムであり、酸性ア
ルミニウム塩溶液、珪酸塩溶液及びｐＨ調整剤を、酸性
アルミニウム塩溶液のＡｌモル比と珪酸塩溶液のＳｉモ
ル比が０．２５〜２であり、ｐＨが３以下になるように
混合して混合液を得る第１工程と、混合液とアルカリ溶
液とを速度勾配１０００ｓｅｃ^−１以上の剪断攪拌下
で、得られる混合スラリーのｐＨが３〜６になるように
混合し、混合スラリーを固液分離し、得られた固形分を
乾燥する工程とからなる珪酸アルミニウムの製造方法よ
り成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂充填用珪酸ア
ルミニウム及びその製造方法ならびにそれを含有してな
る透明性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂の透明性を保持しながら難燃
性を付与する無機充填材として、その屈折率が樹脂の屈
折率に近似することから、各種珪酸塩が提案されてい
る。例えば、ゼオライトに代表されるＡｌ・Ｓｉ以外の
金属元素を含有する結晶質珪酸アルミニウム、ハロイサ
イト・カオリナイト・ディッカイト・ナクライト・パイ
ロフィライト・ハイドラルサイトに代表されるＡｌ・Ｓ
ｉ以外の金属元素を含有しない結晶質珪酸アルミニウ
ム、非晶質珪酸アルミニウム等がある。

【０００３】しかしながら、ゼオライト・ハロイサイト
・カオリナイト・ディッカイト・ナクライト・パイロフ
ィライト・ハイドラルサイト等の結晶質珪酸アルミニウ
ムは、高い純度のものであれば、ある程度の透明性が得
られるものの通常高価であり、それらの屈折率が鉱物種
により決っていることから適用できる樹脂が限られる
等、その用途が制限されていた。

【０００４】また、従来の非晶質珪酸アルミニウムは、
組成等を選定することにより、各種樹脂に適用させるこ
とができるが、十分な透明性を付与することは困難であ
った。更に前記非晶質珪酸アルミニウムは低温で分解し
やすく、成形時に発泡する問題があった。

【０００５】従来、珪酸アルミニウムの製造方法とし
て、例えば、（１）酸性アルミニウム塩溶液とアルカリ
金属珪酸塩溶液とをｐＨ１〜１２で反応させる方法（特
開昭５５−１３６１１８号公報、特開平４−１１４９１
２号公報等）、（２）ゼオライト等と酸とを反応させる
方法（特開昭５８−２１３０３１号公報等）、（３）ア
ロフェン等天然珪酸塩を酸・アルカリ処理する方法（特
開昭５８−４５１０８号公報等）、（４）アルミナゾ
ル、シリカゾル及び酸性アルミニウム塩を反応させる方
法（特開平４−１６５０８号公報等）、（５）アルミニ
ウムアルコキシドとシリコンアルコキシド等を混合し、
加水分解する方法（特開平３−１０９２１１号公報等）
が提案されている。

【０００６】しかしながら、充填材として前記（１）〜
（３）の方法により得られる珪酸アルミニウムを用いる
場合、それを含有する樹脂組成物は十分な透明性が得ら
れなかった。

【０００７】前記（４）、（５）の方法によれば、高い
純度の珪酸アルミニウムが得られるものの、原料が高価
であり充填材用珪酸アルミニウムの製造方法として実用
に至っておらず、透明性に優れた樹脂組成物を得る為の
充填材としての珪酸アルミニウムに要求される物性の開
示はない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、人工
大理石、高速道路の遮音板等に用いる透明性に優れ、難
燃性を有する樹脂組成物の充填材としての樹脂充填用珪
酸アルミニウム及びその製造方法ならびにそれを含有し
てなる透明性樹脂組成物を提供することにある。

【０００９】本発明者等は、充填材である珪酸アルミニ
ウムの平均屈折率だけでなく、その屈折率分布の大小
が、珪酸アルミニウムを含有し得られる樹脂組成物の透
明性に大きく影響することに着目した。

【００１０】かかる事情下に鑑み本発明者等は、透明性
に優れ、難燃性を有する樹脂組成物の充填材及びその製
造方法を見いだすべく鋭意検討した結果、酸性アルミニ
ウム塩溶液とアルカリ金属珪酸塩溶液とを特定の条件で
混合し、乾燥して得られた特定の組成、屈折率分布を有
する珪酸アルミニウムを充填材として合成樹脂に含有せ
しめる場合には、かかる課題を全て満足することを見出
し本発明を完成するに至った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第１は、
一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
１．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
が０．０１以下である樹脂充填用珪酸アルミニウムであ
り、

【００１２】本発明の第２は、酸性アルミニウム塩溶
液、アルカリ金属珪酸塩溶液及びｐＨ調整剤を、該酸性
アルミニウム塩溶液のＡｌモル比と該アルカリ金属珪酸
塩溶液のＳｉモル比が０．２５〜２であり、かつ得られ
る混合液のｐＨが３以下になるように混合して混合液を
得る第１工程と、該混合液とアルカリ溶液とを速度勾配
１０００ｓｅｃ^-1以上の剪断攪拌下で、得られる混合ス
ラリーのｐＨが３〜６になるように混合して混合スラリ
ーを得る第２工程と、該混合スラリーを固液分離する第
３工程と、得られた固形分を乾燥する第４工程とからな
る、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％以下であり、かつその屈折率の最大値
と最小値の差が０．０１以下である珪酸アルミニウムの
製造方法であり、

【００１３】本発明の第３は、樹脂１００重量部に対
し、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
１．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
が０．０１以下である珪酸アルミニウム５重量部〜１５
０重量部含有してなる透明性樹脂組成物である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の第１の樹脂充填用珪酸アルミニウムは、一般式
（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％、好ましくは０．１重量％以下であ
り、平均屈折率が１．４７〜１．５２であり、かつその
屈折率の最大値と最小値の差が０．０１以下であること
を特徴とする。一般式（Ｉ）のｎが前記範囲を外れる樹
脂充填用珪酸アルミニウムでは、透明性を有する樹脂組
成物を得ることができない。また、ｐが１未満の樹脂充
填用珪酸アルミニウムの場合、十分な難燃性を有する樹
脂組成物が得られず、ｐが５より大きい場合、透明性を
有する樹脂組成物を得ることができない。樹脂充填用珪
酸アルミニウムのＮａ₂Ｏ含有量が１重量％を超える場
合には、樹脂充填時に着色が起きる。前記珪酸アルミニ
ウムは、平均屈折率が１．４７〜１．５２であり、かつ
その屈折率の最大値と最小値の差が０．０１以下である
ことから、樹脂充填時には難燃材としての基本的な性質
を損なうことなく優れた透明性を付与することを可能な
らしめるものである。尚、本発明で記述する平均屈折率
はベッケライン法で測定した１０個の粒子の屈折率の平
均値を表し、屈折率の最大値と最小値の差（屈折率分布
と称する場合がある。）はベッケライン法で測定した１
０個の粒子の屈折率の最大値と最小値の差を表す。本発
明の樹脂充填用珪酸アルミニウムは、メタクリル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ポリビニールアルコール樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン
ビニールアセテート樹脂、塩化ビニール樹脂等、好まし
くはメタクリル樹脂に、充填材として用いる場合には、
得られた樹脂組成物に難燃性を損なわず優れた透明性を
付与することができるものである。

【００１５】また、前記樹脂充填用珪酸アルミニウム
は、通常、平均粒子径が約２０μｍ以下、好ましくは約
０．１〜約１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が約２００
ｍ²／ｇ以下、好ましくは約１０ｍ²／ｇ〜約１００ｍ²
／ｇである。平均粒子径が約０．１μｍより小さい場合
やＢＥＴ比表面積が２００ｍ²／ｇより大きい場合に
は、珪酸アルミニウムの樹脂への充填性が低下する場合
がある。

【００１６】本発明の第２は、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％、好ましくは０．１重量％以下であ
り、平均屈折率が１．４７〜１．５２であり、かつその
屈折率の最大値と最小値の差が０．０１以下である珪酸
アルミニウムの製造方法に関するものであり、第１工
程、第２工程、第３工程、第４工程の４工程からなる。

【００１７】前記第１工程は、酸性アルミニウム塩溶
液、珪酸塩溶液及びｐＨ調整剤を混合して混合液を得る
工程であり、該酸性アルミニウム塩溶液のＡｌモル量と
該珪酸塩溶液のＳｉモル量との比が０．２５〜２、好ま
しくは０．５〜１．５であり、かつ得られる混合液のｐ
Ｈが３以下になるように行うことを特徴とする。Ａｌモ
ル量とＳｉモル量の比が０．２５より小さい場合は混合
時にアルミナゲルが生成しやすくなり、またＡｌモル量
とＳｉモル量の比が２より大きい場合は混合時にシリカ
ゲルが生成しやすくなり、得られる珪酸アルミニウムの
屈折率が樹脂の屈折率と異なり、かつ屈折率分布が広く
なり、充填時に樹脂組成物に透明性を付与するとの本発
明の効果を得ることができない。通常、Ａｌモル量とＳ
ｉモル量の比０．２５〜２の範囲で変えることにより、
得られる珪酸アルミニウムの平均屈折率を調節すること
ができる。前記混合液のｐＨが３より高い場合、たと
え、Ａｌモル量とＳｉモル量の比が前記範囲内であって
も、充填時に樹脂組成物に透明性を付与する珪酸アルミ
ニウムを得ることができない。理由は詳らかではない
が、酸性アルミニウム塩溶液と珪酸塩溶液との混合液の
ｐＨが３より高い場合には、該混合液に粒子径、組成等
が不均一な珪酸アルミニウム、シリカゲル又はアルミナ
ゲル等の析出が起きるためと推定される。尚、該混合液
のｐＨの下限は特に制限はないが、ｐＨが低くなるにつ
れて第２工程に用いる中和剤の使用量が増加するので、
通常ｐＨ約１以上、好ましくはｐＨ１．５以上である。

【００１８】第１工程に用いる酸性アルミニウム塩溶液
としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩基性硫酸アル
ミニウム、ポリアルミニウムシリケートサルフェート、
塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミ
ニウム、塩基性硝酸アルミニウム等の溶液またはこれら
の混合溶液、好ましくは硫酸アルミニウム、塩基性硫酸
アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の溶液またはこ
れらの混合溶液が挙げられる。前記酸性アルミニウム塩
溶液は、通常、貯蔵安定性が高くなることからｐＨ３以
下であることが好ましい。酸性アルミニウム塩溶液のＡ
ｌ₂Ｏ₃濃度は、酸性アルミニウム塩溶液の種類等により
異なり一義的ではないが、通常、約１２％以下、好まし
くは約０．１％〜約１０％である。

【００１９】第１工程に用いる珪酸塩溶液としては、例
えば、シリカゾル、珪酸ナトリウム溶液（水ガラス）
等、好ましくは珪酸ナトリウム溶液等が挙げられる。珪
酸塩溶液のＳｉＯ₂濃度は、珪酸塩溶液の種類等により
異なり一義的ではないが、通常、約２０％以下、好まし
くは約０．１％〜約１０％である。

【００２０】第１工程に用いるｐＨ調整剤としては、例
えば硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、蓚酸若しくはクエン酸等
の酸、水酸化ナトリウム溶液、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム溶液、アルミン酸ナトリウム溶液、アルミン
酸カリウム溶液、アンモニア水、炭酸アンモニウム溶
液、炭酸水素アンモニウム溶液、炭酸ナトリウム溶液若
しくは炭酸水素ナトリウム溶液等のアルカリ又は蓚酸ア
ンモニウム溶液、酢酸アンモニウム溶液若しくはクエン
酸アンモニウム溶液等のｐＨ緩衝剤等挙げられ、酸とし
ては硫酸、アルカリとしてはアンモニア水の適用が推奨
される。ｐＨ調整剤の濃度は、ｐＨ調整剤の種類等によ
り異なり一義的ではないが、通常、約１０ｍｏｌ／ｌ以
下、好ましくは約０．００１〜４ｍｏｌ／ｌである。

【００２１】第１工程を行うに際しては、通常、硫酸ア
ルミニウム等の酸性アルミニウム塩溶液、珪酸ナトリウ
ム溶液等の珪酸塩溶液及び希硫酸等のｐＨ調整剤を各々
配管を通じて、ジャケット等冷却機構及び攪拌機構を有
する反応槽に同時に添加し混合する方法で行えばよい。
前記第１工程により得られる混合液は、通常、Ａｌ₂Ｏ₃
濃度が約０．１１％〜約１０％、好ましくは約０．５％
〜約５％であり、ＳｉＯ₂濃度が約０．１％〜約１０
％、好ましくは約０．５％〜約５％である透明な酸性液
体である。

【００２２】前記第２工程は、第１工程により得られた
混合液と中和剤とを混合して混合スラリーを得る工程で
あり、速度勾配１０００ｓｅｃ^-1以上、好ましくは５０
００〜５００００ｓｅｃ^-1以上の剪断攪拌下で、得られ
る混合スラリーのｐＨが３〜６、好ましくは４〜５にな
るように行うことを特徴とする。速度勾配が１０００ｓ
ｅｃ^-1未満の場合、得られる珪酸アルミニウムの屈折率
分布が広くなり、充填時に樹脂組成物に透明性を付与す
るとの本発明の効果を得ることができない。混合スラリ
ーのｐＨが３未満では、珪酸アルミニウムの生成量が減
少し、十分な収率が得られない。一方、混合スラリーｐ
Ｈが６を超えると難溶性のアルミナゲルが生成しやすく
なり、得られる珪酸アルミニウムの屈折率分布が広くな
る。

【００２３】第２工程に用いる中和剤としては、例え
ば、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、アル
ミン酸ナトリウム溶液、アルミン酸カリウム溶液、アン
モニア水、炭酸アンモニウム溶液、炭酸水素アンモニウ
ム溶液、炭酸ナトリウム溶液、炭酸水素ナトリウム溶液
等のアルカリが挙げられる。中和剤の濃度は、通常、約
２０％以下、好ましくは約１〜１０％である。

【００２４】第２工程を行うに際しては、通常、混合攪
拌装置（商品名：ホモジェッターＨＪ−Ｍ型、特殊機化
製）を設けた中和槽に、第１工程により得られた混合液
とアンモニア水等中和剤を同時に添加し混合する方法で
行えばよい。

【００２５】前記第３工程は、第２工程により得られた
混合スラリーを固液分離する工程である。固液分離は、
加圧濾過器・真空濾過器等のケーク濾過器等（化学工学
便覧改定五版、第７１４〜７２０頁、丸善株式会社昭和
６３年３月１８日発行）を用いて行えばよく、例えば、
混合スラリーを真空濾過器等により固液分離し、固形分
と液とに分離する方法が挙げられる。また、固形分に含
まれるＮａ₂Ｏを低減する目的で、固液分離して得られ
た固形分を洗浄してもよいし、固液分離と同時に洗浄を
行ってもよい。

【００２６】前記第４工程は、第３工程により得られた
固形分を乾燥する工程である。乾燥は、例えば、回分式
材料静置型乾燥器、並行流バンド・トンネル乾燥器、通
気バンド乾燥器・噴出型乾燥器・通気竪型乾燥器等の連
続式材料移送型熱風乾燥器、円筒および溝型攪拌乾燥器
・扮捏乾燥器・円盤乾燥器・回転乾燥器・水蒸気加熱管
付き回転乾燥器・通気回転乾燥器・流動層乾燥器振動流
動層乾燥器・円錐回転型乾燥器等の材料攪拌型乾燥器、
噴霧乾燥器・気流乾燥器等の連続式熱風搬送型乾燥器、
真空乾燥器・凍結乾燥器等の真空凍結乾燥器、ドラム乾
燥器・多円筒乾燥器等の円筒乾燥器、赤外線乾燥器、マ
イクロ波乾燥器等（化学工学便覧 改定五版、第６７３
〜６９１頁、丸善株式会社昭和６３年３月１８日発行）
を用いて行えばよい。第４工程を行うに際しては、例え
ば、固形分を回分式材料静置型乾燥器等に入れ、約８０
℃〜約２００℃、好ましくは約１００℃〜１５０℃で約
１時間以上、好ましくは約５時間〜２０時間保持して乾
燥すればよい。

【００２７】また、第４工程において乾燥された珪酸ア
ルミニウムを、必要に応じて、粉砕及び／又は分級して
もよい。粉砕は例えばローラーミル、高速回転粉砕機、
転動ボールミル、振動ボールミル、遊星ミル、攪拌ミル
（スクリュー型、流通管型、攪拌槽型、アニュラー
型）、ジェットミル、オングミル等（化学工学便覧 改
定五版、第８２８〜８３７頁、丸善株式会社昭和６３年
３月１８日発行）を用いて行えばよく、分級は例えばふ
るい分け機、重力分級機、遠心分級機（強制うず型、自
由うず型、）、慣性分級機等（化学工学便覧 改定五
版、第７９９〜８０７頁、丸善株式会社昭和６３年３月
１８日発行）を用いて行えばよい。

【００２８】本発明の第３の透明性樹脂組成物は、樹脂
１００重量部に対し、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
１．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
が０．０１以下である珪酸アルミニウム５重量部〜１５
０重量部、好ましくは４０重量部〜１００重量部含有し
てなることを特徴とする。前記珪酸アルミニウムの含有
量が高いほど、得られる透明性樹脂組成物の難燃性が高
くなるので好ましいが、約１５０重量部を超える場合に
は樹脂充填粘度が高くなり成形性等が低下する傾向にあ
る。

【００２９】本発明の第３の透明性樹脂組成物を製造す
るに際しては、例えば、硬化性樹脂と該硬化性樹脂に平
均屈折率を合わせた珪酸アルミニウムとを混合し、成形
し、硬化する方法、熱可塑性樹脂と該可塑性樹脂に平均
屈折率を合わせた珪酸アルミニウムとを混練し、成形す
る方法等で行えばよい。勿論、混合、混練等に際し、加
工助剤、酸化防止剤、表面処理剤等を添加して行っても
よい。特に、樹脂と混合等する前に珪酸アルミニウムを
表面処理剤で処理することにより、樹脂への充填性が向
上させることができる。前記表面処理剤としては、例え
ばチタネート系カップリング剤・アルミニウム系カップ
リング剤・シラン系カップリング剤・ジルコニウム系カ
ップリング剤等のカップリング剤、脂肪酸・脂肪酸のア
ルカリ金属塩・脂肪酸のアルカリ土類金属塩等の界面活
性剤、メタクリル樹脂モノマー、アルコール等の親水性
有機溶媒等、好ましくはチタネート系カップリング剤、
シラン系カップリング剤、メタクリル樹脂モノマー等が
挙げられる。

【００３０】本発明の第３の透明性樹脂組成物の透明性
は、樹脂種類、成形体の厚み等により異なり一義的では
ないが、例えば厚み５ｍｍのメタクリル樹脂成形体では
その直線透過率が約９０％以上、好ましくは約９５％以
上であり、ヘイズが約３０％以下、好ましくは２０％以
下であって、透明性に優れるものである

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は実施例により限定されるものではな
い。珪酸アルミニウムのＡｌ₂Ｏ₃含有量、ＳｉＯ₂含有
量、Ｎａ₂Ｏ含有量、Ｈ₂Ｏ含有量、平均屈折率、屈折率
の最大値・最小値、平均粒子径、ＢＥＴ比表面積、結晶
構造は以下の方法で行った。

【００３２】Ａｌ₂Ｏ₃含有量（重量％）：誘導結合型プ
ラズマ発光分析装置ＳＰＳ−１１００型（セイコー電子
工業株式会社製）により測定した。 ＳｉＯ₂含有量（重量％）：誘導結合型プラズマ発光分
析装置ＳＰＳ−１１００型（セイコー電子工業株式会社
製）により測定した。 Ｎａ₂Ｏ含有量（重量％）：誘導結合型プラズマ発光分
析装置ＳＰＳ−１１００型（セイコー電子工業株式会社
製）により測定した。 Ｈ₂Ｏ含有量（重量％）：サンプルを１００℃で２時間
乾燥した後、１１００℃で１時間焼成し、その時の灼熱
減量から求めた。 平均屈折率（−）：ベッケライン法（試料をスライドグ
ラスとカバーグラスの間に挟み、その周りを屈折率既知
の液体で満たし顕微鏡で観察する。この際、試料と液体
の屈折率が異なるとき、試料の周辺に沿って明るい線
（ベッケライン）が見える。顕微鏡の鏡筒を上下すると
この線は試料の中に入ったり出たりする。鏡筒を上げる
とベッケラインは高屈折率側の媒質へ移動し下げると低
屈折率側へ移動する。このことを利用し液体の屈折率を
変え試料の屈折率と一致させることができる。一致する
とベッケラインは消える。そのときの液体の屈折率より
試料の屈折率を測定する方法）により求めた。 屈折率分布（−）：ベッケライン法で測定した１０個の
粒子の屈折率の最大値と最小値の差より求めた。 平均粒子径（μｍ）：レーザー散乱式粒度分布計（マイ
クロトラックＭＫ−IIＭＯＤＥＬ７９９７−３０、日機
装株式会社製により測定した。 ＢＥＴ比表面積（ｍ²/ｇ）：窒素吸着法により測定し
た。 結晶構造 ：Ｘ線回折装置（２９１１０
１Ｂ０４、株式会社リガク製）により測定した。

【００３３】樹脂組成物の光学物性：積分球式ヘイズメ
ーター（ＳＥＰ−ＨＳ−３０Ｄ 測定光束１４．２φ
フィルターＧ、日本精密光学株式会社）により求めた。

【００３４】実施例１ 第１工程 ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る反応槽（容積２０Ｌ）に水を張り、ホモジェッターＨ
Ｊ−Ｍ型（特殊機化製）で１００００ｒｐｍ（速度勾配
３１４００ｓｅｃ^-1）で撹拌しながら、硫酸アルミニウ
ム溶液（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０％、ｐＨ１．８）１０００
ｇ、珪酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ₂濃度２．５％、Ｎａ₂
Ｏ濃度１．２％）５３４０ｇ及び希硫酸（０．５ｍｏｌ
／ｌ）を流量調整しながら同時添加し、混合液１０３３
１ｇを調製した。得られた混合液はＡｌ₂Ｏ₃濃度０．７
７％、ＳｉＯ₂濃度１．２７％、Ｓｉ／Ａｌモル比１．
４、ｐＨ１．８、透明な液であった。尚、上記混合操作
中、反応槽の温度は１０℃に保持した。

【００３５】第２工程 ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る中和槽（容積２０Ｌ）に水を張り、ホモジェッターＨ
Ｊ−Ｍ型（特殊機化製）で１００００ｒｐｍ（速度勾配
３１４００ｓｅｃ^-1）で撹拌しながら、第１工程で得ら
れた混合液１０３３１ｇとアンモニア水（ＮＨ₄ＯＨ 濃
度５．０％）とを同時添加し、混合スラリー１１７８１
ｇを得た。得られた混合スラリーはｐＨ４．５、白色の
スラリーであった。

【００３６】第３工程 第２工程で得られた混合スラリーをＮｏ．５Ｃ濾紙（ア
ドバテック株式会社製）を用いて濾過した。次いで、得
られた固形分に水５０００ｇを混合し、リパルプした
後、Ｎｏ．５Ｃ濾紙（アドバテック株式会社製）を用い
て濾過した。

【００３７】第４工程 次いで、得られた固形分をガラス容器に移し、１２０℃
で１５時間乾燥して珪酸アルミニウム塊状物を得た。得
られた塊状物を乳鉢で粗砕した後、振動ボールミルで粉
砕して珪酸アルミニウム２７１ｇを得た。得られた珪酸
アルミニウムは、２．９ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・５．０Ｈ₂
Ｏ（ＳｉＯ₂含有量４７重量％、Ａｌ₂Ｏ ₃濃度２８重量
％、Ｈ₂Ｏ含有量２５重量％、Ｎａ₂Ｏ含有量０．０４重
量％）であり、結晶構造は非晶質であり、平均粒子径が
５μｍであり、ＢＥＴ比表面積が６１ｍ²／ｇであり、
平均屈折率が１．４９８であり、屈折率分布が０．００
４であった。

【００３８】実施例２ 第１工程 ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る反応槽（容積２０Ｌ）に水を張り、ホモジェッターＨ
Ｊ−Ｍ型（特殊機化製）で１００００ｒｐｍ（速度勾配
３１４００ｓｅｃ^-1）で撹拌しながら、硫酸アルミニウ
ム溶液（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０％、ｐＨ１．８）１０００
ｇ、珪酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ₂濃度２．５％、Ｎａ₂
Ｏ濃度１．２％）３８２５ｇ及び希硫酸（０．５ｍｏｌ
／ｌ）を流量調整しながら同時添加し、混合液７９２１
ｇを調製した。得られた混合液はＡｌ₂Ｏ₃濃度１．０１
％、ＳｉＯ₂濃度１．１９％、Ｓｉ／Ａｌモル比１．
０、ｐＨ１．８、透明な液であった。尚、上記混合操作
中、反応槽の温度は１０℃に保持した。

【００３９】以下、第２〜４工程は実施例１と同様に行
って珪酸アルミニウム２２１ｇを得た。得られた珪酸ア
ルミニウムは、２．１ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・４．０Ｈ₂Ｏ
（ＳｉＯ₂含有量４２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃濃度３４重量
％、Ｈ₂Ｏ含有量２４重量％、Ｎａ₂Ｏ含有量０．１５重
量％）であり、結晶構造は非晶質であり、平均粒子径が
４μｍであり、ＢＥＴ比表面積が６７ｍ²／ｇであり、
平均屈折率が１．５１０であり、屈折率分布が０．００
４であった。

【００４０】実施例３ 第１工程 ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る反応槽（容積２０Ｌ）に水を張り、ホモジェッターＨ
Ｊ−Ｍ型（特殊機化製）で１００００ｒｐｍ（速度勾配
３１４００ｓｅｃ^-1）で撹拌しながら、硫酸アルミニウ
ム溶液（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０％、ｐＨ１．８）１０００
ｇ、珪酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ₂濃度２．５％、Ｎａ₂
Ｏ濃度１．２％）６１０２ｇ及び希硫酸（０．５ｍｏｌ
／ｌ）を流量調整しながら同時添加し、混合液１１５９
８ｇを調製した。得られた混合液はＡｌ₂Ｏ₃濃度０．６
９％、ＳｉＯ₂濃度１．３０％、Ｓｉ／Ａｌモル比１．
６、ｐＨ１．８、透明な液であった。尚、上記混合操作
中、反応槽の温度は１０℃に保持した。

【００４１】以下、第２〜４工程は実施例１と同様に行
って珪酸アルミニウム２５２ｇを得た。得られた珪酸ア
ルミニウムは、３．１ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・５．０Ｈ₂Ｏ
（ＳｉＯ₂含有量４９重量％、Ａｌ₂Ｏ₃濃度２７重量
％、Ｈ₂Ｏ含有量２４重量％で、Ｎａ₂Ｏ含有量０．２０
重量％）であり、結晶構造は非晶質であり、平均粒子径
が５μｍであり、ＢＥＴ比表面積が８１ｍ²／ｇであ
り、平均屈折率が１．４９６であり、屈折率分布が０．
００４であった。

【００４２】実施例４ 実施例１の混合液ｐＨを１．８から２．７に変えた以外
は同様にして行い珪酸アルミニウム２５３ｇを得た。得
られた珪酸アルミニウムは、２．７ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃
・４．２Ｈ₂Ｏ（ＳｉＯ₂含有量４８重量％、Ａｌ₂Ｏ₃濃
度３０重量％、Ｈ₂Ｏ含有量２２重量％、Ｎａ₂Ｏ含有量
０．０４重量％）であり、結晶構造は非晶質であり、平
均粒子径が５μｍであり、ＢＥＴ比表面積が７５ｍ²／
ｇであり、平均屈折率が１．４９６であり、屈折率分布
が０．００８であった。

【００４３】比較例１ ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る反応槽（容積３Ｌ）に水１４４０ｇを張り、３００ｒ
ｐｍ（最大速度勾配１８２ｓｅｃ^-1）で攪拌しながら、
硫酸アルミニウム溶液（Ａｌ₂Ｏ₃濃度８．０％、ｐＨ
１．８）９８ｇを入れ、次いで珪酸ナトリウム溶液（Ｓ
ｉＯ₂濃度７．４％、Ｎａ₂Ｏ濃度３．５％）１２５ｇを
添加し、白濁した混合液（ｐＨ３．５）１６６３ｇを得
た。次に、得られた混合液に、アンモニア水（ＮＨ₄Ｏ
Ｈ濃度５．０％）３８ｇを２０分間で注入し、ｐＨ４．
５に調整した後、３０分間撹拌を継続して、混合スラリ
ー（ｐＨ４．５）１７０１ｇを得た。得られた混合スラ
リーをＮｏ．５Ｃ濾紙（アドバテック株式会社製）を用
いて濾過した。次いで、得られた固形分に水５００ｇを
混合し、リパルプした後、Ｎｏ．５Ｃ濾紙（アドバテッ
ク株式会社製）を用いて濾過した。次いで、得られた固
形分をガラス容器に移し、１２０℃で１５時間乾燥して
珪酸アルミニウム塊状物を得た。得られた塊状物を乳鉢
で粗砕した後、振動ボールミルで粉砕して珪酸アルミニ
ウム２３ｇを得た。得られた珪酸アルミニウムは、２．
１ＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・５．１Ｈ₂Ｏ（ＳｉＯ₂含有量３
９重量％、Ａｌ₂Ｏ₃濃度３２重量％、Ｈ₂Ｏ含有量２９
重量％、Ｎａ₂Ｏ含有量０．５重量％）であり、結晶構
造は非晶質であり、平均粒子径が３μｍであり、ＢＥＴ
比表面積が１ｍ²／ｇであり、平均屈折率が１．４９２
であり、屈折率分布が０．０２４であった。

【００４４】比較例２ ｐＨコントローラーと連結した添加流量調整装置を有す
る反応槽（容積２０Ｌ）にアルミン酸ナトリウム溶液
（Ａｌ₂Ｏ₃濃度０．８％、Ｎａ₂Ｏ濃度０．６％）１０
００ｇを張り、ホモジェッターＨＪ−Ｍ型（特殊機化
製）で１００００ｒｐｍ（速度勾配３１４００ｓｅ
ｃ^-1）で撹拌しながら、珪酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ₂
濃度０．９％、Ｎａ₂Ｏ濃度０．４％）１００４ｇを添
加し、次いで希硫酸（０．５ｍｏｌ／ｌ）を添加し、ｐ
Ｈ４．５に調整した後、３０分間撹拌を継続して、混合
スラリー（ｐＨ４．５）を得た。得られた混合スラリー
をＮｏ．５Ｃ濾紙（アドバテック株式会社製）を用いて
濾過した。次いで、得られた固形分に水５００ｇを混合
し、リパルプした後、Ｎｏ．５Ｃ濾紙（アドバテック株
式会社製）を用いて濾過した。次いで、得られた固形分
をガラス容器に移し、１２０℃で１５時間乾燥して珪酸
アルミニウム塊状物を得た。得られた塊状物を乳鉢で粗
砕した後、振動ボールミルで粉砕して珪酸アルミニウム
２３ｇを得た。得られた珪酸アルミニウムは、２．３Ｓ
ｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・４．８Ｈ₂Ｏ（ＳｉＯ₂含有量４２重
量％、Ａｌ₂Ｏ₃濃度３１重量％、Ｈ₂Ｏ含有量２６重量
％、Ｎａ₂Ｏ含有量１．５重量％）であり、結晶構造は
非晶質であり、平均粒子径が１０μｍであり、ＢＥＴ比
表面積が１３２ｍ²／ｇであり、平均屈折率が１．４５
５であり、屈折率分布が０．０６６であった。

【００４５】比較例３ 市販の天然アロフェン（日本地科学社製）は、ＢＥＴ比
表面積が３７８ｍ²／ｇであり、平均屈折率が１．５０
０であり、屈折率分布が０．０４８であった。

【００４６】比較例４ 市販の天然ゼオライト（沸石化礦株式会社製）は、Ｓｉ
Ｏ₂含有量が６９重量％であり、Ａｌ₂Ｏ₃濃度が１２重
量％であり、平均粒子径が８７μｍであり、ＢＥＴ比表
面積が２０ｍ²／ｇであり、平均屈折率が１．４８６で
あり、屈折率分布が０．０２８であった。

【００４７】実施例５ 実施例４で得られた珪酸アルミニウム５０ｇ、重合時の
屈折率が１．４８８であるメタクリル樹脂シロップ１０
０ｇ及び硬化剤０．５ｇを混合し、脱気し、鋳型した
後、５０℃で１時間、次いで８０℃で１時間硬化させて
厚さ５ｍｍの樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の
光学物性を表１に示す。

【００４８】実施例６ 実施例３で得られた珪酸アルミニウムを用いる以外は実
施例５と同様にして行った。その結果を表１に示す。

【００４９】比較例５ 比較例１で得られた珪酸アルミニウムを用いる以外は実
施例５と同様にして行った。その結果を表１に示す。

【００５０】比較例６ 比較例３で得られた珪酸アルミニウムを用いる以外は実
施例５と同様にして行った。その結果を表１に示す。

【００５１】比較例７ 比較例４で得られた珪酸アルミニウムを用いる以外は実
施例５と同様にして行った。その結果を表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した様に、本発明は、酸性アル
ミニウム塩溶液、アルカリ金属珪酸塩溶液及びｐＨ調整
剤を特定の条件で混合し、特定の攪拌条件下でｐＨ調整
した後、固液分離、乾燥するという簡易な方法によっ
て、屈折率分布が小さい等樹脂充填材として優れた特性
を有する樹脂充填用珪酸アルミニウムを、またそれをメ
タクリル樹脂等に含有せしめる場合には人工大理石、高
速道路の遮音板等に用いることができる透明性に優れか
つ難燃性を有する樹脂組成物を提供するものであり、そ
の工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G073 BA04 BA57 BA63 BA81 BD03 BD06 CE01 FB02 FB04 FB28 FB33 FC22 FD05 GA01 GA35 UA08 4J002 BB031 BB061 BB121 BD041 BE021 BG021 CF211 CL00 DJ006 FD016 GL02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
   で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
   含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
   １．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
   が０．０１以下である樹脂充填用珪酸アルミニウム。
2. 【請求項２】 酸性アルミニウム塩溶液、珪酸塩溶液及
   びｐＨ調整剤を、該酸性アルミニウム塩溶液のＡｌモル
   比と該珪酸塩溶液のＳｉモル比が０．２５〜２であり、
   かつ得られる混合液のｐＨが３以下になるように混合し
   て混合液を得る第１工程と、該混合液とアルカリ溶液と
   を速度勾配１０００ｓｅｃ^-1以上の剪断攪拌下で、得ら
   れる混合スラリーのｐＨが３〜６になるように混合して
   混合スラリーを得る第２工程と、該混合スラリーを固液
   分離する第３工程と、得られた固形分を乾燥する第４工
   程とからなる、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
   で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
   含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
   １．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
   が０．０１以下である珪酸アルミニウムの製造方法。
3. 【請求項３】 酸性アルミニウム塩溶液が、硫酸アルミ
   ニウム、塩基性硫酸アルミニウム、ポリアルミニウムシ
   リケートサルフェート、塩化アルミニウム、ポリ塩化ア
   ルミニウム、硝酸アルミニウム及び塩基性硝酸アルミニ
   ウムからなる群から選ばれた少なくとも１種であること
   を特徴とする請求項２記載の珪酸アルミニウムの製造方
   法。
4. 【請求項４】 珪酸塩溶液が、シリカゾルまたは珪酸ナ
   トリウム溶液であることを特徴とする請求項２または３
   記載の樹脂充填用珪酸アルミニウムの製造方法。
5. 【請求項５】 樹脂１００重量部に対し、一般式（Ｉ） ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｐＨ₂Ｏ （Ｉ） 〔式中、ｎは０．５〜４であり、ｐは１〜５である。〕
   で示され、結晶構造が実質的に非晶質であり、Ｎａ₂Ｏ
   含有量が１重量％以下であり、平均屈折率が１．４７〜
   １．５２であり、かつその屈折率の最大値と最小値の差
   が０．０１以下である珪酸アルミニウム５重量部〜１５
   ０重量部含有してなる透明性樹脂組成物。