JPH0417896B2 - - Google Patents
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- JPH0417896B2 JPH0417896B2 JP58208942A JP20894283A JPH0417896B2 JP H0417896 B2 JPH0417896 B2 JP H0417896B2 JP 58208942 A JP58208942 A JP 58208942A JP 20894283 A JP20894283 A JP 20894283A JP H0417896 B2 JPH0417896 B2 JP H0417896B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
- C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/34—Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts
- C01F7/36—Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts from organic aluminium salts
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
本発明は水酸化アルミニウム粉末の製造法およ
び該水酸化アルミニウム粉末の一つの用途である
易焼結性のアルミナ粉末の製造法に関する。 アルミナ焼結体は耐熱性、耐化学薬品性、電気
絶縁性、耐摩耗性に優れた材料であり、この焼結
体を得るためには優れた原料アルミナ粉末の開発
が要求されている。従来、アルミナ粉末の製造法
としては、各種の方法により得られる水酸化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩
類を仮焼してα−アルミナに転移させて製造する
方法が一般に採用されていた。しかしながら、こ
れらのα−アルミナ粉末は、平均粒径が1μmより
はるかに大きく焼結性が不良であるために、原料
アルミナ粉末を更にミルなどにより微粉砕して焼
結性を向上させる方法が用いられてきた。即ち、
易焼結性のアルミナ粉末とするためには、少くと
も該アルミナ粉末の平均粒子径を1μm以下とする
必要があるが、かくのごとき微細な粉砕には極め
て大きなエネルギーを必要としていた。また、ア
ルミナは非常に硬度の高い物質であるためボール
ミルや振動ミルなどで長時間の磨砕を行う際、ミ
ルの媒体が磨耗して磨耗粉がアルミナに混入し、
得られるアルミナ粉末が汚染され、当然の結果と
してアルミナ粉末の純度は低下していた。 本発明者らは、上記した従来法の欠点に着目し
て検討を進めた結果、アルミナ粉末の製造原料で
ある水酸化アルミニウムを特定の加水分解条件を
採用して微粒子化することにより、アルミナ粉末
を粉砕することなく易焼結性のアルミナ粉末が得
られることを見出し、先に提案した（特願昭57−
17587）が、その後さらに研究を進めた結果該加
水分解時にアルミナ微粒子を添加存在せしめるこ
とにより、より易焼結性、したがつて透光性の高
いアルミナ粉末が得られることを発見して本発明
を完成したものである。 すなわち、本発明は、 (1) 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１
モルに対して12モル倍以下の少量の水および混
合媒体の存在下に混合撹拌して加水分解するに
際し、該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せ
しめて該加水分解を行い、次いで該加水分解物
を乾燥することを特徴とする水酸化アルミニウ
ム粉末の製造法および (2) 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１
モルに対して12モル倍以下の少量の水および混
合媒体の存在下に混合撹拌して加水分解するに
際し、該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せ
しめて該加水分解を行い、次いで該加水分解物
を乾燥仮焼することを特徴とするアルミナ粉末
の製造法を提供するものである。 本発明に於いて用いられるアルミニウムアルコ
キシドとしては、アルミニウムメトキシド、アル
ミニウムエトキシド、アルミニウムプロポキシ
ド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウ
ムブトキシド、アルミニウムイソブトキシド、ア
ルミニウム・sec・ブトキシド、アルミニウム・
tert・ブトキシドの如きものであり、好ましくは
以下に述べる有機溶媒に対して溶解性を有するも
のである。 アルミニウムアルコキシドを溶解する有機溶媒
としては疎水性の有機溶媒が好ましいものとして
用いられ、有機溶媒に対する水の溶解度が１重量
％以下である有機溶媒が特に好ましいものとして
挙げられる。その理由は有機溶媒に対する水の溶
解度が１重量％を越える場合は、加水分解によつ
て得られる水酸化アルミニウムの微細な一次粒子
が凝集し易くなり、乾燥して得られる水酸化アル
ミニウム粉末は容易に分散し易い凝集体、換言す
れば部分的な固結状態を程して本発明の目的を達
成することが出来ないからである。すなわち、こ
の現象をより感覚的に表現すれば、水が多量に存
在する状態ないしは水溶媒で加水分解すると水酸
化アルミニウムはゲル状となり、これを乾燥する
とそのままの状態でバルクとして固化してしまい
とうてい微粉末とはならないのである。 かかる好ましい疎水性の有機溶媒としては、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等のパラ
フイン系炭化水素や、シクロペンタン、シクロヘ
キサン等のシクロパラフイン系炭化水素や、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素や
これらの混合物、あるいは石油留分、例えば石油
エーテル、石油ベンジン等の非極性の有機溶媒で
ある。 本発明に於いては、アルミニウムアルコキシド
は12モル倍以下の水の存在下に加水分解すること
が必要であり、好ましくは２モル倍以上８モル倍
以下の範囲の水により加水分解される。12モル倍
を越える量の水で加水分解した場合には、前記し
たごとく得られる水酸化アルミニウムの一次粒子
が不均一に凝集しやすくなり、乾燥して得られる
水酸化アルミニウムは流動性のよい粉末とならず
部分的な固結状態を呈するようになる。したがつ
て、これを仮焼してα−アルミナに変化させると
きに該固結部分で焼結が生じ、易焼結性を発揮さ
せるのに必要不可欠の条件である粒子サイズの揃
つたα−アルミナ粉末とすることは困難になり、
本発明の目的を達し得ない。なお、添加水量が少
量すぎる場合、例えば２モル倍に満たない場合に
はアルミニウムアルコキシドは未分解状態で存在
することが多くなり、得られる水酸化アルミニウ
ムの純度が低下する。しかしながら該水酸化アル
ミニウムをα−アルミナに変化させる場合には
1100℃以上での仮焼工程を経るので、該工程で未
分解状態の物質もα−アルミナに変化する。従つ
て該水酸化アルミニウムは、少量であれば該アル
ミニウムアルコキシドあるいは部分的に分解され
た物質（以下未分解物と称す）を含むことはさし
つかえなく、該未分解物の許容含有量は通常10重
量％以下であり、好ましくは５重量％以下であ
る。 本発明に於ては、加水分解混合時に、該混合系
にアルミナ微粒子を存在せしめて該加水分解を行
うものである。ここで用いるアルミナ（Al2O3）
微粒子としては比表面積が２m2／ｇ以上のアルミ
ナ粉末、特に一次粒子径が1μm以下のほぼ球状の
ものが好ましい。 なお、本発明の方法により製造される様な高純
度アルミナ粉末は該混合系に存在せしめるべきア
ルミナとして適したものであり、これをそのまま
使用することができる。 添加すべきアルミナ粉末は、加水分解さるべき
アルミニウムアルコキシド１モルに対し、Al2O3
として５×10-4モル倍以上であれば良いが、好ま
しくは１×10-3モル倍以上0.1モル倍以下である。
なお、0.1モル倍より多量に添加存在せしめるこ
とは、最終的に仮焼して得られるα−アルミナ粉
末の性能には何ら不都合を生じないが、製造コス
トの面から実用性に乏しくなる。また、これが少
なすぎて５×10-4モル倍未満であると本発明の効
果である透光性の高い焼結体は得られない。 本発明において加水分解は、混合媒体の存在下
混合撹拌して行なわれる。 本来、アルミニウムアルコキシドは大量の水で
は容易に加水分解されるが、本発明の方法による
場合のような疎水性の有機溶媒中で少量の水の存
在下に於いては分解がきわめて困難になる。従つ
て本発明の目的を達成するためには加水分解反応
を効率よく進行させ、かつ加水分解の分散性を向
上させることが不可欠である。この目的の達成の
為には、有機溶媒に混合媒体を加えて混合撹拌手
段を最適化することが必要である。 混合媒体とは、ビーズ、ボールまたはロツドあ
るいはこれらと同様な機能を有する形状物であつ
て、これらを含むような撹拌式あるいは転動式の
混合撹拌手段、たとえば混合機あるいはボールミ
ルやサンドミル等の微粉砕機や分散機が本発明の
混合撹拌手段として好ましいのである。 これらの混合撹拌手段に於ける容器および混合
媒体等の材質としてはアルミナ磁器が用いられる
ことは勿論であるが、驚くべきことに軟質かつ軽
量のため、充分な混合撹拌機能を発揮しないと考
えられていたところの合成樹脂材質のもの、例え
ば、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、
塩化ビニル、テフロン等のボールミルやロツドミ
ルを用いても好ましい結果が得られる。 合成樹脂系の混合撹拌手段を用いても超高純度
のアルミナが得られる点も本発明の特徴の一つで
ある。 なお、単に撹拌羽根で撹拌する型式のような混
合媒体なしの通常の撹拌槽型反応器による場合は
本発明の目的は達しえないし、また、高速の可動
部分を有する型式の撹拌では撹拌機あるいは容器
の摩耗による不純物が加水分解物に混入して水酸
化アルミニウム粉末の純度を低下させるので好ま
しくない。 さらに本発明の方法による場合は、得られる加
水分解物を減圧および／または加熱して溶媒を留
去し乾燥する必要があるが、有機溶媒留去に要す
るエネルギーは従来法のような大量の水を留去す
る場合に比べはるかに小さく、経済的に有利であ
る。また、必ずしも過しなくても良いので、
過の際に生じる湿潤ケーキの固結を回避すること
ができる。その結果、従来技術では不可欠であつ
た粉砕工程を省くことができて非常に好都合であ
る。得られる水酸化アルミニウムの乾燥は、使用
する有機溶媒の留去と同時にまたは有機溶媒の留
去後さらに通常の方法により行なうことができ
る。 本発明に於いては加水分解により得られる水酸
化アルミニウムは非晶質ないし擬ベーマイト構造
を有するものであり、その灼熱減量からアルミナ
（Al2O3）の１ないし３水和物に相当するものと
推定され、加水分解の水量を増加すると多少ノル
ドストランダイトあるいはバイヤライト等の結晶
性３水和物が共存してくる場合もあるが、本発明
の効果を本質的に変えるものではない。 本発明によつて得られるアルミナ微粒子を含む
水酸化アルミニウム粉末は公知の技術で仮焼して
α−アルミナ粉末に転移させることができる。例
えば1000〜1300℃で30分〜10時間仮焼するとアル
ミナに転移するが、仮焼温度が高い程また仮焼時
間が長い程α−アルミナの含有量は増加する。 本発明に於いては、このα−アルミナへの転移
が必ずしも100％完了していなくてもよく、γ−、
δ−、η−、θ−などの中間転移型アルミナが混
在していてもよい。易焼結性という観点からはα
−アルミナ含有量はさほど限定されず、公知の方
法により成形および焼成を行なえば理論密度（ア
ルミナ単結晶の密度）に極めて近い焼結体が得ら
れ、特にマグネシア（MgO）などを焼結助剤と
して添加する場合には透明度の高い透光性アルミ
ナ焼結体が得られる。しかしながら、焼成前後の
収縮率は工業的には重要な性質であり、収縮率を
あまり大きくしないためには、好ましくはα−ア
ルミナの含有率を90重量％以上に制御することが
必要である。 本発明によれば分散性のよい水酸化アルミニウ
ム粉末およびこれを用いて得られる粒子サイズの
揃つたα−アルミナ粉末を従来法のような粉砕工
程を必要とすることなく製造することができる。
而して得られる水酸化アルミニウム粉末およびα
−アルミナ粉末は、各種の充填剤は勿論、高純度
の易焼結性のα−アルミナ原料として充分な性能
を有するものである。 以下、実施例をあげてさらに具体的に本発明を
説明する。 実施例 １ アルミニウムイソプロポキシドのヘプタン溶液
（濃度１モル／）１と比表面積８m2／ｇのα
−アルミナ粉末0.51ｇ（0.005モル）と低伝導水
108ｇ（６モル）とを容量３の樹脂製のポツト
ミルに鉄心入樹脂ボール３Kgと共に仕込み、２時
間の転動撹拌を行なつて水酸化アルミニウムのス
ラリーを得た。次にこのスラリーをナス型フラス
コに移し、ロータリーエバポレーターを用いて溶
媒を減圧留去した後、110℃で20時間乾燥した。
得られた乾燥粉末は、粉末Ｘ線回析分析によれ
ば、擬ベーマイト構造を有する水酸化アルミニウ
ムと添加したα−アルミナの混合物であり、比表
面積290m2／ｇ、灼熱減量22重量％、また有機元
素分析によれば炭素0.5重量％を含むものであつ
た。 次にこの水酸化アルミニウム粉末を1250℃で１
時間仮焼して比表面積7.5m2／ｇのα−アルミナ
粉末を得、粉末Ｘ線回析によりα−アルミナに転
移していることを確認した。 次いで更に公知の技術により、マグネシアを
0.1重量％添加して厚さ1.5mm、直径20mmの円板状
にプレス成形し、1200℃で１時間空気中で予備焼
成した後、真空中で1900℃で２時間焼結した結
果、理論密度3.98ｇ／cm3と同じ密度で極めて透明
性に優れた焼結体が得られた。 なお、得られたα−アルミナ粉末の不純物分析
を行なつて第２表に示した結果を得た。本発明の
方法により、純度99.999％以上の超高純度アルミ
ナが得られることがわかる。 実施例 ２〜７ 第１表のNo.２〜７に示した各仕込組成により、
実施例１と全く同様の操作を行ない、α−アルミ
ナ粉末を得た。得られた各α−アルミナ粉末につ
いて実施例１と同様の操作を行なつて焼結評価を
行なつたところ、いずれのアルミナ粉末からも理
論密度3.98ｇ／cm3の99.5〜100.0％の密度を持ち、
極めて透明性に優れた焼結体が得られた。 比較例 アルミニウムイソプロポキシドのヘプタン溶液
（濃度１モル／）１と低伝導率108ｇ（６モ
ル）容量３の樹脂製のポツトミルに鉄心入樹脂
ボール３Kgと共に仕込み、２時間の転動撹拌を行
なつて水酸化アルミニウムのスラリーを得た。こ
のスラリーの溶媒を減圧留去し、110℃で20時間
乾燥した粉末は、擬ベーマイト構造を有し、炭素
2.0重量％を含み、灼熱減量23重量％であり、比
表面積320m2／ｇの超微粉水酸化アルミニウムで
あつた。 この水酸化アルミニウム粉末を1250℃で１時間
仮焼してα−アルミナとし、実施例１と同様に焼
結した結果、密度3.94ｇ／cm3（理論密度の99％）
でやや透光性を有する緻密な焼結体となつたが、
本発明の如き高度の透光性を有するものは得られ
なかつた。 比較例 ２〜３ 第１表のNo.９および10の仕込組成すなわ実施例
１および２に於ける仕込水量６モルを15モルと
し、実施例１および２と全く同様の操作を行なつ
てα−アルミナ粉末を得た。 各α−アルミナ粉末を実施例１と同様の操作を
行なつて焼結したが透光性の良好な焼結体は得ら
れなかつた。 （α−アルミナの透光性評価法） 第１表に示した実施例および比較例の透光性は
次のごとく評価した。すなわち、同一条件下に作
成したα−アルミナの透光性焼結体について、波
長600mmにおける直線光透過率を島津製作所製
UV−240型自記分光光度計に積分球アダプター
を組み込んで測定した。各焼結体の厚さは約1.2
mmであるが多少異なつているので、測定した透過
率に対し次式を用いて厚さ１mmの透過率を算出
し、焼結体の直線透過率とした。 Ｔ＝(1-R)2exp(-αt) Ｒ＝（ｎ−１／ｎ＋１）2 ここにＴは透過率、ｔは試料の厚さ、αは吸収
系数、Ｒは反射率、ｎは屈折率である。文献より
NaDラインに対する単結晶アルミナ（サフアイ
ヤ）のｎ＝1.768を用いて Ｔ＝0.852exp（−αt）が得られる。 各焼結体試料の直線透過率を第１表の右端欄に
記した。 本発明による実施例No.１〜７のα−アルミナを
用いて作成した焼結体はいずれも70％以上の良好
な直線透過率を示したのに対し、比較例のα−ア
ルミナを用いた場合には、40％以下の低い直線透
過率であることがわかる。
び該水酸化アルミニウム粉末の一つの用途である
易焼結性のアルミナ粉末の製造法に関する。 アルミナ焼結体は耐熱性、耐化学薬品性、電気
絶縁性、耐摩耗性に優れた材料であり、この焼結
体を得るためには優れた原料アルミナ粉末の開発
が要求されている。従来、アルミナ粉末の製造法
としては、各種の方法により得られる水酸化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩
類を仮焼してα−アルミナに転移させて製造する
方法が一般に採用されていた。しかしながら、こ
れらのα−アルミナ粉末は、平均粒径が1μmより
はるかに大きく焼結性が不良であるために、原料
アルミナ粉末を更にミルなどにより微粉砕して焼
結性を向上させる方法が用いられてきた。即ち、
易焼結性のアルミナ粉末とするためには、少くと
も該アルミナ粉末の平均粒子径を1μm以下とする
必要があるが、かくのごとき微細な粉砕には極め
て大きなエネルギーを必要としていた。また、ア
ルミナは非常に硬度の高い物質であるためボール
ミルや振動ミルなどで長時間の磨砕を行う際、ミ
ルの媒体が磨耗して磨耗粉がアルミナに混入し、
得られるアルミナ粉末が汚染され、当然の結果と
してアルミナ粉末の純度は低下していた。 本発明者らは、上記した従来法の欠点に着目し
て検討を進めた結果、アルミナ粉末の製造原料で
ある水酸化アルミニウムを特定の加水分解条件を
採用して微粒子化することにより、アルミナ粉末
を粉砕することなく易焼結性のアルミナ粉末が得
られることを見出し、先に提案した（特願昭57−
17587）が、その後さらに研究を進めた結果該加
水分解時にアルミナ微粒子を添加存在せしめるこ
とにより、より易焼結性、したがつて透光性の高
いアルミナ粉末が得られることを発見して本発明
を完成したものである。 すなわち、本発明は、 (1) 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１
モルに対して12モル倍以下の少量の水および混
合媒体の存在下に混合撹拌して加水分解するに
際し、該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せ
しめて該加水分解を行い、次いで該加水分解物
を乾燥することを特徴とする水酸化アルミニウ
ム粉末の製造法および (2) 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１
モルに対して12モル倍以下の少量の水および混
合媒体の存在下に混合撹拌して加水分解するに
際し、該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せ
しめて該加水分解を行い、次いで該加水分解物
を乾燥仮焼することを特徴とするアルミナ粉末
の製造法を提供するものである。 本発明に於いて用いられるアルミニウムアルコ
キシドとしては、アルミニウムメトキシド、アル
ミニウムエトキシド、アルミニウムプロポキシ
ド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウ
ムブトキシド、アルミニウムイソブトキシド、ア
ルミニウム・sec・ブトキシド、アルミニウム・
tert・ブトキシドの如きものであり、好ましくは
以下に述べる有機溶媒に対して溶解性を有するも
のである。 アルミニウムアルコキシドを溶解する有機溶媒
としては疎水性の有機溶媒が好ましいものとして
用いられ、有機溶媒に対する水の溶解度が１重量
％以下である有機溶媒が特に好ましいものとして
挙げられる。その理由は有機溶媒に対する水の溶
解度が１重量％を越える場合は、加水分解によつ
て得られる水酸化アルミニウムの微細な一次粒子
が凝集し易くなり、乾燥して得られる水酸化アル
ミニウム粉末は容易に分散し易い凝集体、換言す
れば部分的な固結状態を程して本発明の目的を達
成することが出来ないからである。すなわち、こ
の現象をより感覚的に表現すれば、水が多量に存
在する状態ないしは水溶媒で加水分解すると水酸
化アルミニウムはゲル状となり、これを乾燥する
とそのままの状態でバルクとして固化してしまい
とうてい微粉末とはならないのである。 かかる好ましい疎水性の有機溶媒としては、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等のパラ
フイン系炭化水素や、シクロペンタン、シクロヘ
キサン等のシクロパラフイン系炭化水素や、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素や
これらの混合物、あるいは石油留分、例えば石油
エーテル、石油ベンジン等の非極性の有機溶媒で
ある。 本発明に於いては、アルミニウムアルコキシド
は12モル倍以下の水の存在下に加水分解すること
が必要であり、好ましくは２モル倍以上８モル倍
以下の範囲の水により加水分解される。12モル倍
を越える量の水で加水分解した場合には、前記し
たごとく得られる水酸化アルミニウムの一次粒子
が不均一に凝集しやすくなり、乾燥して得られる
水酸化アルミニウムは流動性のよい粉末とならず
部分的な固結状態を呈するようになる。したがつ
て、これを仮焼してα−アルミナに変化させると
きに該固結部分で焼結が生じ、易焼結性を発揮さ
せるのに必要不可欠の条件である粒子サイズの揃
つたα−アルミナ粉末とすることは困難になり、
本発明の目的を達し得ない。なお、添加水量が少
量すぎる場合、例えば２モル倍に満たない場合に
はアルミニウムアルコキシドは未分解状態で存在
することが多くなり、得られる水酸化アルミニウ
ムの純度が低下する。しかしながら該水酸化アル
ミニウムをα−アルミナに変化させる場合には
1100℃以上での仮焼工程を経るので、該工程で未
分解状態の物質もα−アルミナに変化する。従つ
て該水酸化アルミニウムは、少量であれば該アル
ミニウムアルコキシドあるいは部分的に分解され
た物質（以下未分解物と称す）を含むことはさし
つかえなく、該未分解物の許容含有量は通常10重
量％以下であり、好ましくは５重量％以下であ
る。 本発明に於ては、加水分解混合時に、該混合系
にアルミナ微粒子を存在せしめて該加水分解を行
うものである。ここで用いるアルミナ（Al2O3）
微粒子としては比表面積が２m2／ｇ以上のアルミ
ナ粉末、特に一次粒子径が1μm以下のほぼ球状の
ものが好ましい。 なお、本発明の方法により製造される様な高純
度アルミナ粉末は該混合系に存在せしめるべきア
ルミナとして適したものであり、これをそのまま
使用することができる。 添加すべきアルミナ粉末は、加水分解さるべき
アルミニウムアルコキシド１モルに対し、Al2O3
として５×10-4モル倍以上であれば良いが、好ま
しくは１×10-3モル倍以上0.1モル倍以下である。
なお、0.1モル倍より多量に添加存在せしめるこ
とは、最終的に仮焼して得られるα−アルミナ粉
末の性能には何ら不都合を生じないが、製造コス
トの面から実用性に乏しくなる。また、これが少
なすぎて５×10-4モル倍未満であると本発明の効
果である透光性の高い焼結体は得られない。 本発明において加水分解は、混合媒体の存在下
混合撹拌して行なわれる。 本来、アルミニウムアルコキシドは大量の水で
は容易に加水分解されるが、本発明の方法による
場合のような疎水性の有機溶媒中で少量の水の存
在下に於いては分解がきわめて困難になる。従つ
て本発明の目的を達成するためには加水分解反応
を効率よく進行させ、かつ加水分解の分散性を向
上させることが不可欠である。この目的の達成の
為には、有機溶媒に混合媒体を加えて混合撹拌手
段を最適化することが必要である。 混合媒体とは、ビーズ、ボールまたはロツドあ
るいはこれらと同様な機能を有する形状物であつ
て、これらを含むような撹拌式あるいは転動式の
混合撹拌手段、たとえば混合機あるいはボールミ
ルやサンドミル等の微粉砕機や分散機が本発明の
混合撹拌手段として好ましいのである。 これらの混合撹拌手段に於ける容器および混合
媒体等の材質としてはアルミナ磁器が用いられる
ことは勿論であるが、驚くべきことに軟質かつ軽
量のため、充分な混合撹拌機能を発揮しないと考
えられていたところの合成樹脂材質のもの、例え
ば、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、
塩化ビニル、テフロン等のボールミルやロツドミ
ルを用いても好ましい結果が得られる。 合成樹脂系の混合撹拌手段を用いても超高純度
のアルミナが得られる点も本発明の特徴の一つで
ある。 なお、単に撹拌羽根で撹拌する型式のような混
合媒体なしの通常の撹拌槽型反応器による場合は
本発明の目的は達しえないし、また、高速の可動
部分を有する型式の撹拌では撹拌機あるいは容器
の摩耗による不純物が加水分解物に混入して水酸
化アルミニウム粉末の純度を低下させるので好ま
しくない。 さらに本発明の方法による場合は、得られる加
水分解物を減圧および／または加熱して溶媒を留
去し乾燥する必要があるが、有機溶媒留去に要す
るエネルギーは従来法のような大量の水を留去す
る場合に比べはるかに小さく、経済的に有利であ
る。また、必ずしも過しなくても良いので、
過の際に生じる湿潤ケーキの固結を回避すること
ができる。その結果、従来技術では不可欠であつ
た粉砕工程を省くことができて非常に好都合であ
る。得られる水酸化アルミニウムの乾燥は、使用
する有機溶媒の留去と同時にまたは有機溶媒の留
去後さらに通常の方法により行なうことができ
る。 本発明に於いては加水分解により得られる水酸
化アルミニウムは非晶質ないし擬ベーマイト構造
を有するものであり、その灼熱減量からアルミナ
（Al2O3）の１ないし３水和物に相当するものと
推定され、加水分解の水量を増加すると多少ノル
ドストランダイトあるいはバイヤライト等の結晶
性３水和物が共存してくる場合もあるが、本発明
の効果を本質的に変えるものではない。 本発明によつて得られるアルミナ微粒子を含む
水酸化アルミニウム粉末は公知の技術で仮焼して
α−アルミナ粉末に転移させることができる。例
えば1000〜1300℃で30分〜10時間仮焼するとアル
ミナに転移するが、仮焼温度が高い程また仮焼時
間が長い程α−アルミナの含有量は増加する。 本発明に於いては、このα−アルミナへの転移
が必ずしも100％完了していなくてもよく、γ−、
δ−、η−、θ−などの中間転移型アルミナが混
在していてもよい。易焼結性という観点からはα
−アルミナ含有量はさほど限定されず、公知の方
法により成形および焼成を行なえば理論密度（ア
ルミナ単結晶の密度）に極めて近い焼結体が得ら
れ、特にマグネシア（MgO）などを焼結助剤と
して添加する場合には透明度の高い透光性アルミ
ナ焼結体が得られる。しかしながら、焼成前後の
収縮率は工業的には重要な性質であり、収縮率を
あまり大きくしないためには、好ましくはα−ア
ルミナの含有率を90重量％以上に制御することが
必要である。 本発明によれば分散性のよい水酸化アルミニウ
ム粉末およびこれを用いて得られる粒子サイズの
揃つたα−アルミナ粉末を従来法のような粉砕工
程を必要とすることなく製造することができる。
而して得られる水酸化アルミニウム粉末およびα
−アルミナ粉末は、各種の充填剤は勿論、高純度
の易焼結性のα−アルミナ原料として充分な性能
を有するものである。 以下、実施例をあげてさらに具体的に本発明を
説明する。 実施例 １ アルミニウムイソプロポキシドのヘプタン溶液
（濃度１モル／）１と比表面積８m2／ｇのα
−アルミナ粉末0.51ｇ（0.005モル）と低伝導水
108ｇ（６モル）とを容量３の樹脂製のポツト
ミルに鉄心入樹脂ボール３Kgと共に仕込み、２時
間の転動撹拌を行なつて水酸化アルミニウムのス
ラリーを得た。次にこのスラリーをナス型フラス
コに移し、ロータリーエバポレーターを用いて溶
媒を減圧留去した後、110℃で20時間乾燥した。
得られた乾燥粉末は、粉末Ｘ線回析分析によれ
ば、擬ベーマイト構造を有する水酸化アルミニウ
ムと添加したα−アルミナの混合物であり、比表
面積290m2／ｇ、灼熱減量22重量％、また有機元
素分析によれば炭素0.5重量％を含むものであつ
た。 次にこの水酸化アルミニウム粉末を1250℃で１
時間仮焼して比表面積7.5m2／ｇのα−アルミナ
粉末を得、粉末Ｘ線回析によりα−アルミナに転
移していることを確認した。 次いで更に公知の技術により、マグネシアを
0.1重量％添加して厚さ1.5mm、直径20mmの円板状
にプレス成形し、1200℃で１時間空気中で予備焼
成した後、真空中で1900℃で２時間焼結した結
果、理論密度3.98ｇ／cm3と同じ密度で極めて透明
性に優れた焼結体が得られた。 なお、得られたα−アルミナ粉末の不純物分析
を行なつて第２表に示した結果を得た。本発明の
方法により、純度99.999％以上の超高純度アルミ
ナが得られることがわかる。 実施例 ２〜７ 第１表のNo.２〜７に示した各仕込組成により、
実施例１と全く同様の操作を行ない、α−アルミ
ナ粉末を得た。得られた各α−アルミナ粉末につ
いて実施例１と同様の操作を行なつて焼結評価を
行なつたところ、いずれのアルミナ粉末からも理
論密度3.98ｇ／cm3の99.5〜100.0％の密度を持ち、
極めて透明性に優れた焼結体が得られた。 比較例 アルミニウムイソプロポキシドのヘプタン溶液
（濃度１モル／）１と低伝導率108ｇ（６モ
ル）容量３の樹脂製のポツトミルに鉄心入樹脂
ボール３Kgと共に仕込み、２時間の転動撹拌を行
なつて水酸化アルミニウムのスラリーを得た。こ
のスラリーの溶媒を減圧留去し、110℃で20時間
乾燥した粉末は、擬ベーマイト構造を有し、炭素
2.0重量％を含み、灼熱減量23重量％であり、比
表面積320m2／ｇの超微粉水酸化アルミニウムで
あつた。 この水酸化アルミニウム粉末を1250℃で１時間
仮焼してα−アルミナとし、実施例１と同様に焼
結した結果、密度3.94ｇ／cm3（理論密度の99％）
でやや透光性を有する緻密な焼結体となつたが、
本発明の如き高度の透光性を有するものは得られ
なかつた。 比較例 ２〜３ 第１表のNo.９および10の仕込組成すなわ実施例
１および２に於ける仕込水量６モルを15モルと
し、実施例１および２と全く同様の操作を行なつ
てα−アルミナ粉末を得た。 各α−アルミナ粉末を実施例１と同様の操作を
行なつて焼結したが透光性の良好な焼結体は得ら
れなかつた。 （α−アルミナの透光性評価法） 第１表に示した実施例および比較例の透光性は
次のごとく評価した。すなわち、同一条件下に作
成したα−アルミナの透光性焼結体について、波
長600mmにおける直線光透過率を島津製作所製
UV−240型自記分光光度計に積分球アダプター
を組み込んで測定した。各焼結体の厚さは約1.2
mmであるが多少異なつているので、測定した透過
率に対し次式を用いて厚さ１mmの透過率を算出
し、焼結体の直線透過率とした。 Ｔ＝(1-R)2exp(-αt) Ｒ＝（ｎ−１／ｎ＋１）2 ここにＴは透過率、ｔは試料の厚さ、αは吸収
系数、Ｒは反射率、ｎは屈折率である。文献より
NaDラインに対する単結晶アルミナ（サフアイ
ヤ）のｎ＝1.768を用いて Ｔ＝0.852exp（−αt）が得られる。 各焼結体試料の直線透過率を第１表の右端欄に
記した。 本発明による実施例No.１〜７のα−アルミナを
用いて作成した焼結体はいずれも70％以上の良好
な直線透過率を示したのに対し、比較例のα−ア
ルミナを用いた場合には、40％以下の低い直線透
過率であることがわかる。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１モ
ルに対して12モル倍以下の少量の水および混合媒
体の存在下に混合撹拌して加水分解するに際し、
該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せしめて該
加水分解を行い、次いで該加水分解物を乾燥する
ことを特徴とする水酸化アルミニウム粉末の製造
法。 ２ 疎水性の有機溶媒中に溶解したアルミニウム
アルコキシドを該アルミニウムアルコキシド１モ
ルに対して12モル倍以下の少量の水および混合媒
体の存在下に混合撹拌して加水分解するに際し、
該混合系にアルミナ微粒子を添加存在せしめて該
加水分解を行い、次いで該加水分解物を乾燥仮焼
することを特徴とするアルミナ粉末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208942A JPS60103024A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 水酸化アルミニウム粉末およびアルミナ粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208942A JPS60103024A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 水酸化アルミニウム粉末およびアルミナ粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103024A JPS60103024A (ja) | 1985-06-07 |
| JPH0417896B2 true JPH0417896B2 (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16564684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208942A Granted JPS60103024A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 水酸化アルミニウム粉末およびアルミナ粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103024A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110256058A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-20 | 青海圣诺光电科技有限公司 | 一种透明陶瓷用高纯氧化铝粉体的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207814A (en) * | 1989-02-10 | 1993-05-04 | Enichem S.P.A. | Process for preparing monoliths of aerogels of metal oxides |
| US5455019A (en) * | 1992-12-25 | 1995-10-03 | Chemical Company, Limited Sumitomo | Continuous process for preparing aluminum hydroxide |
| JP4209041B2 (ja) * | 1999-07-06 | 2009-01-14 | 電気化学工業株式会社 | 球状アルミナ粉末の製造方法 |
| US9376750B2 (en) * | 2001-07-18 | 2016-06-28 | Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Method of depositing an inorganic film on an organic polymer |
| KR100467811B1 (ko) * | 2002-01-04 | 2005-01-24 | 주식회사 엘지화학 | α-알루미나 나노입자의 제조방법 |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58208942A patent/JPS60103024A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110256058A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-20 | 青海圣诺光电科技有限公司 | 一种透明陶瓷用高纯氧化铝粉体的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60103024A (ja) | 1985-06-07 |
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