JPH07315832A - シリカ修飾アルミナゾルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 このシリカ修飾アルミナゾルは、アルミナ微
粒子の表面にシリカが化学的に結合したり、物理的に吸
着して、シリカがアルミナ微粒子の表面全体を、また
は、部分的に被覆した分散質が分散媒に均一に分散した
状態のものをいう。当該シリカ修飾アルミナゾルはシリ
カコロイド粒子の場合と同様に、ｐＨ１〜ｐＨ１３の広
範囲領域において安定であり、例えば、固形分濃度１重
量％のシリカ修飾アルミナゾルに燐酸または水酸化ナト
リウムを加えて、ゾルをｐＨ２およびｐＨ８に調整した
ゾルは、遠心分離機にて１０００ｒｐｍで３０分間処理
しても、アルミナ微粒子は沈降しない。 【効果】 シリカ修飾アルミナゾルは、ｐＨ１〜ｐＨ１
３の広い範囲において凝集を起こすことがなく安定して
おり、経時安定性にも優れている。また、粒度分布がシ
ャープで透明性も高いことから、触媒担体としての用途
以外にも種々の用途に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広範囲のｐＨ領域にお
いて安定したアルミナゾルおよびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】アルミナゾルおよびその
製造方法に関しては、従来より種々のものが知られてい
る。例えば、特開昭５９−７８９２５号公報には、擬ベ
ーマイト結晶からなる酸性アルミナゾルが開示され、ま
た、特開昭５９−１９５５２７号公報には、アルミナ水
和物からなるアルカリ性アルミナゾルが開示されてい
る。

【０００３】しかし、従来のこれらのゾルは、酸性アル
ミナゾルをアルカリ性にしたり、または、アルカリ性ア
ルミナゾルを酸性にするなどのｐＨ変化を行わせると凝
集を起こすので、各用途において使用上の制限を受けて
いた。現在のところ、ｐＨ１〜ｐＨ１３の広い範囲内の
いずれのｐＨにおいても安定なアルミナゾルは未だ知ら
れていない。

【０００４】また、本発明者等は、安定なアルミナゾル
を得んとして鋭意研究する過程において、様々な複合酸
化物ゾルに関する発明の存在を知った。例えば、特公昭
５９−１７０４７号公報には、ヒールゾル溶液のｐＨを
制御して粒子成長を行い、３〜９０ｎｍのコロイド粒子
が分散した無定形アルミノシリケートゾルの製法が開示
され、また、特公昭４７−２６９５９号公報には、アル
ミナでコーティングされ正に荷電したコロイド状シリカ
粒子のゾルの製造方法が開示されている。しかしなが
ら、本発明が企図するアルミナ微粒子の表面をアルミナ
以外の無機酸化物で修飾することによって得られる安定
なアルミナゾルは知られていない。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、ｐＨ１〜ｐＨ１３の広
い範囲内のいずれのｐＨにおいても凝集を起こすことが
なく、粒度分布がシャープで透明性および経時安定性に
優れたシリカ修飾アルミナゾルおよびその製造方法を提
供することにある。

【０００６】

【発明の構成】本発明に係るシリカ修飾アルミナゾル
は、シリカで表面が修飾された結晶性アルミナ微粒子か
らなることを特徴とするものである。

【０００７】前記微粒子は、微粒子の分散安定性の点か
ら、酸化物基準でアルミナ１００重量部に対してシリカ
を０．１〜５０重量部の範囲で含有することが好まし
い。また、前記シリカ修飾アルミナゾルは、固形分濃度
０．５重量％、波長５６０ｎｍにおける吸光度が１．０
以下であることが好ましい。本発明のシリカ修飾アルミ
ナゾルは、ｐＨ１〜ｐＨ１３の範囲内のいずれのｐＨに
おいても安定してゾル状態を維持することができる。

【０００８】また、本発明に係るアルミナゾルの製造方
法は、結晶性アルミナ微粒子が水に分散したアルカリ性
アルミナゾルに重合性珪素化合物を添加して熟成するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】前記アルカリ性アルミナゾルは、結晶性ア
ルミナ微粒子が水に分散した酸性アルミナゾルに、アル
カリ性物質を添加して陰イオン交換体と接触させて得ら
れたものが望ましい。

【００１０】

【発明の具体的な説明】本発明において、シリカ修飾ア
ルミナゾルを構成する結晶性アルミナ微粒子（以下、コ
ロイド粒子ということがある。）には、酸化アルミニウ
ムおよび水酸化アルミニウムを含む。酸化アルミニウム
としては、γ、η、δ、ρ、χ、θ、κ、α形の各結晶
形を、また、水酸化アルミニウムとしては、ベーマイ
ト、擬ベーマイト、ギプサイト、ジアスポア、バイヤラ
イトなどを挙げることができ、これらの１種または２種
以上を分散質として用いることができる。該アルミナ微
粒子の結晶形は、Ｘ線回折により検知可能であり、ま
た、後述するシリカで修飾されたアルミナ微粒子の結晶
形も同様にして検知可能であるため、無定形シリカ・ア
ルミナと区別することができる。

【００１１】本発明のシリカ修飾アルミナゾルは、前記
アルミナ微粒子の表面にシリカが化学的に結合し、およ
び／または、物理的に吸着して、シリカがアルミナ微粒
子の表面全体を、または、部分的に被覆した分散質が分
散媒に均一に分散した状態のものをいう。

【００１２】本発明において、アルミナに対するシリカ
の修飾量は、アルミナ１００重量部に対してシリカ０．
１〜５０重量部の範囲、特に、１〜２０重量部の範囲と
するのが好ましい。シリカの修飾量が０．１重量部未満
の場合、アルミナ粒子表面をシリカで覆う量が少ないた
め、アルミナの表面特性が強く残り、広範囲なｐＨ領域
での分散安定性が低くなり、本発明の所望の効果が得ら
れない。また、シリカの修飾量が５０重量部を越える場
合は、アルミナゾルの特性が失われるばかりでなく、粒
子の分散安定性が更に向上することもないので経済効率
が悪くなる。

【００１３】前記シリカ修飾アルミナ微粒子は、平均粒
子径が１〜５００ｎｍ、特に、２〜１００ｎｍの範囲に
あることが好ましい。当該アルミナ微粒子が微細であれ
ば、本発明のシリカ修飾アルミナゾルは透明性に優れ、
固形分濃度０．５重量％のシリカ修飾アルミナゾルを分
光光度計で測定すると、５６０ｎｍの波長における吸光
度は１．０以下、特に、０．５以下となる。

【００１４】本発明のシリカ修飾アルミナゾルは、分散
質であるアルミナ微粒子の表面がシリカで修飾されてい
るため、シリカコロイド粒子の場合と同様にｐＨ１〜ｐ
Ｈ１３の広範囲領域において安定である。固形分濃度１
重量％のシリカ修飾アルミナゾルに燐酸または水酸化ナ
トリウムを加えて、ゾルをｐＨ２およびｐＨ８に調整し
たゾルは、遠心分離機にて１０００ｒｐｍで３０分間処
理しても、アルミナ微粒子は沈降しない。他方、従来公
知のアルカリ性または酸性のアルミナゾルは、固形分濃
度１重量％のゾルに燐酸または水酸化ナトリウムを加え
て、ゾルをｐＨ２およびｐＨ８に調整して、遠心分離機
にて１０００ｒｐｍで３０分間処理した場合、２層に分
離し、安定性に欠ける。本発明のシリカ修飾アルミナゾ
ルは、ｐＨ１〜ｐＨ１３の広い範囲において非常に安定
であり、しかも、アルミナゾルの特性をも有するため後
述する種々の用途に有用である。

【００１５】シリカ修飾アルミナゾルの分散媒は、水の
他、これを減圧蒸留、限外濾過などの公知の方法により
有機溶媒と置換してオルガノゾルとすることも可能であ
る。有機溶媒としては、アルコール、グリコール、エス
テル、ケトン、芳香族系などの溶媒を使用することがで
き、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソ
ルブ、エチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、などの有機溶媒を例示するこ
とができる。また、該コロイド粒子の表面をシランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤、界面活性剤、高級
脂肪酸エステル、またはその塩などの公知の方法により
表面処理することによりキシレン、トルエン、ジメチル
エタンなどの低極性有機溶媒を分散媒とするゾルとする
こともできる。

【００１６】また、本発明のシリカ修飾アルミナゾルは
粘度が低く安定であるため、固形分濃度を高くすること
もできる。固形分濃度は、通常、１〜４０重量％の範囲
に調整される。

【００１７】続いて、シリカ修飾アルミナゾルの製造方
法について説明する。

【００１８】前記したように、本発明に係る製造方法
は、結晶性アルミナ微粒子が水に分散したアルカリ性ア
ルミナゾルに重合性珪素化合物を添加して熟成するもの
であるが、該アルカリ性アルミナゾルは、例えば、次の
方法により調製することができる。

【００１９】結晶性水酸化アルミニウムを酸で解膠して
得られる従来より公知のアルミナ水和物ゾル、または、
本願の出願人が先に出願した特願平５−２６１６０１号
に記載のアルミナゾルなど、ｐＨが７以下の酸性アルミ
ナゾルに、アルカリ性物質を添加して陰イオン交換体と
接触させゾル化した後、陰イオン交換体を分離してアル
カリ性アルミナゾルを得る。該アルカリ性アルミナゾル
のｐＨは、７以上、特に９〜１３の範囲が好ましい。

【００２０】前記原料アルミナゾルの中では、特に、特
願平５−２６１６０１号に記載した方法、即ち、原料ア
ルミナ粉末として、γ、η、δ、ρ、χ、θ、κ、およ
びα形から選ばれた単一または複数の結晶からなるアル
ミナの１種または２種以上組み合わせて用い、このアル
ミナ粉末を水に懸濁させ、得られた懸濁液に所定量の酸
を添加した後、陽イオン交換樹脂を加えて撹拌混合し、
次いで陽イオン交換樹脂を分離して得られる酸性アルミ
ナゾルが好適である。

【００２１】酸性アルミナゾルの濃度は０．５〜２０重
量％の範囲とすることが好ましく、陰イオン交換体との
撹拌混合は、アルミナ微粒子がコロイド状に戻るまで行
われるが、通常、室温〜１００℃の温度範囲で０．５〜
５０時間処理すると解膠されてコロイド状となる。な
お、該酸性アルミナゾルに微量のナトリウムなどのアル
カリ成分が含まれている場合には、改めてアルカリを添
加しなくてもよい。

【００２２】上記方法で使用するアルカリとしては水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの
アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニア、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、トリメチルアミンなどの窒素化合物を挙げ
ることができ、これらのアルカリを単独でまたは混合し
て用いる。アルカリ性アルミナゾルの製造に際して、ア
ルカリの添加量は、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）１モルに対
して１×１０^-3〜０．１モル、好ましくは、５×１０^-3
〜０．０５モルの範囲とすることが望ましい。

【００２３】陰イオン交換体としては、陰イオン交換能
を有するものであれば使用可能であり、強塩基性または
弱塩基性陰イオン交換樹脂の他、キレート樹脂、イオン
交換膜、イオン交換フィルターなどが例示される。これ
らの陰イオン交換体は単独または併用して用いられ、イ
オン交換樹脂の場合、通常アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）１ｋ
ｇに対して１〜２０リットルの割合で用いられる。

【００２４】上記製造方法では、酸性アルミナゾルの安
定化剤である酸が陰イオン交換体により除去され、アル
ミナの等電点（ｐＨ７〜９）を通過する際、アルミナ微
粒子は凝集を伴うが、アルカリ側では、アルミナとアル
カリが反応してアルミニウム塩を生成し、このアルミニ
ウム塩のアルミン酸イオンが陰イオン交換体により除去
されてアルカリが再生されるので、アルミナとの反応が
繰り返され、アルミナ微粒子は解膠されてコロイド粒子
（微粒子）になる。この方法では、アルミナに対するア
ルカリの量が少なくても、アルカリが再生され繰り返し
アルミナに作用するため、アルミナ微粒子の解膠を十分
に行うことができる。また、得られるアルミナゾル中に
含まれるアルミン酸塩が非常に少ないため、即ち、ゾル
中の塩の含有量が少ないため、コロイド粒子は電気二重
層を十分に形成し、ゾルの安定性が高い。

【００２５】前述のアルカリ性アルミナゾルに重合性の
珪素化合物を間欠的または連続的に添加し、熟成してシ
リカ修飾アルミナゾルを調製する。本発明で使用される
重合性の珪素化合物としては、アルカリ珪酸塩、また
は、アルカリ珪酸塩の希薄水溶液を陽イオン交換樹脂で
脱アルカリして得られる珪酸液、メタ珪酸ナトリウム、
オルト珪酸ナトリウム、珪素のアルコキシドまたはその
誘導体があり、例えば、テトラメトキシシラン、テトラ
エトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、フエニルトリメトキシシラン、トリ
フエニルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、
トリビニルメトキシシランなどのアルコキシシランが挙
げられ、これらの珪素化合物を単独でまたは混合して用
いる。

【００２６】また、アルカリ性アルミナゾルへの重合性
珪素化合物の添加は、ゾルのｐＨが７より高い、好まし
くは９〜１３の範囲、更に好ましくは１０〜１２の範囲
で行うことが望ましく、温度は、常温〜２００℃の範囲
で行うのが望ましい。また、熟成は、前述の温度範囲で
珪素化合物が重合してアルミナ微粒子の表面を修飾する
のに十分な時間、例えば０．５〜５０時間撹拌して行
う。なお、酸性アルミナゾルに重合性珪素化合物を添加
しても、酸性領域ではシリカの重合が起きないのでアル
ミナ粒子の表面をシリカで修飾することができない。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を詳述する。

【００２８】参考例１ 市販の酸化アルミニウム粉末（比表面積：１１０ｍ² ／
ｇ、粉末の平均粒子径：０．６μｍ、主結晶形：δ形、
塩酸含有量（ＨＣｌとして換算した値）：０．４重量
％）１００ｇと純水４００ｇとを混合し、室温で撹拌し
ながら、これに強酸性陽イオン交換樹脂（三菱化成製、
ＤＡＩＡＩＯＮ、ＳＫ−１Ｂ）４００ｃｃを徐々に添加
し、２０時間撹拌を続けた後、イオン交換樹脂を取り除
き、酸性アルミナコロイド水溶液を得た。このアルミナ
コロイド水溶液中に分散したアルミナ微粒子の平均粒子
径は５０ｎｍであった。得られた酸性アルミナコロイド
水溶液を濃縮し、酸化物として２０重量％のコロイド溶
液とした。

【００２９】実施例１ 参考例１で得られた酸性アルミナコロイド溶液（固形分
濃度２０重量％）２００ｇと純水１８０ｇとを室温で撹
拌しながら、これに１重量％水酸化ナトリウム２０ｇを
加えた後、強塩基性陰イオン交換樹脂（三菱化成製、Ｄ
ＡＩＡＩＯＮ、ＳＡ−２０Ａ）２００ｃｃを徐々に添加
し、２０時間撹拌を続けた後、イオン交換樹脂を取り除
き、安定なアルカリ性アルミナコロイド水溶液を得た。
このコロイド粒子の平均粒子径は４０ｎｍであり、ま
た、結晶形はδ型であった。

【００３０】このコロイド水溶液に珪酸ナトリウム水溶
液（シリカ濃度：５重量％、水酸化ナトリウム濃度：
３．３重量％）２０ｇを加えた後、１５０℃に加温して
１重量％珪酸液４００ｇを５時間かけて添加し、１時間
撹拌を続けた後、該溶液を常温まで冷却した。続いて限
外濾過膜（旭化成製、ＳＩＰ−１０１３）にて純水を加
えながら洗浄した後に濃縮し、酸化物として２０重量％
のコロイド水溶液を得た。このシリカ修飾アルミナコロ
イド水溶液中に分散したコロイド粒子の平均粒子径は６
０ｎｍであった。該コロイド粒子の結晶形はδ型であ
り、該処理前の結晶形と変わらなかった。なお、結晶形
はＸ線回折装置により測定し、平均粒子径は光散乱法粒
度分布測定装置により測定した。

【００３１】このようにして調製したコロイド溶液の調
製条件を、下記実施例２〜６および比較例１と共に表１
に示す。また、このコロイド溶液とコロイド粒子の性状
を、次の方法により測定、観察し、その結果を表２と表
３に夫々示す。

【００３２】（１）コロイド粒子の平均粒子径 酸性アルミナゾルを蒸留水で希釈し、光散乱法粒度分布
測定装置（ハイアックロイコ製、ＮＩＣＯＭＰ−３７
０）を用いて測定した。

【００３３】（２）コロイド粒子の粒度分布 同上の測定装置で測定した。なお、表３中の記号の意味
は次の通りである。 ○・・・粒度分布が１本でシャープなもの △・・・粒度分布が１本でブロードなもの ×・・・粒度分布が複数本のもの

【００３４】（３）コロイド粒子の結晶形態 コロイド水溶液を凍結乾燥機にて乾燥させた後、１１０
℃で２０時間乾燥した試料について、高出力Ｘ線回折装
置（理学電機製、ＲＩＮＴ−１４００）を用い、Ｃｕ管
球、６０ＫＶ、２００ｍＡの条件にて測定し、ＪＣＰＤ
Ｓのソフトを用いて結晶形の定性を行った。

【００３５】（４）コロイド溶液の吸光度 コロイド水溶液を蒸留水で希釈して固形分濃度を０．５
重量％とした試料について、５６０ｎｍにおける吸光度
を分光光度計（日立製作所製、Ｕ−２０００）にて測定
した。

【００３６】（５）コロイド溶液の分散安定性 コロイド水溶液を蒸留水で希釈して固形分濃度を１重量
％とした試料に燐酸または水酸化ナトリウムを添加して
ｐＨ２とｐＨ８に調整した試料について、小型遠心分離
機（国産遠心器製、Ｈ−１８）にて１０００ｒｐｍで３
０分間遠心分離を行った。なお、表２中の記号の意味は
次の通りである。 ○・・・コロイド溶液が沈降分離しないもの ×・・・コロイド溶液が沈降分離するもの

【００３７】（６）コロイド溶液の経時変化 コロイド水溶液を１ヶ月静置した試料を蒸留水で希釈し
て固形分濃度を１重量％とした試料に、５重量％の燐酸
を添加してｐＨ２とｐＨ８に調整した試料について、小
型遠心分離機（国産遠心器製、Ｈ−１８）にて１０００
ｒｐｍで３０分間遠心分離を行った。なお、表２中の記
号の意味は次の通りである。 ○・・・コロイド溶液が沈降分離しないもの ×・・・コロイド溶液が沈降分離するもの

【００３８】（７）コロイド溶液の粘度 コロイド水溶液を蒸留水で希釈して固形分濃度を１０重
量％とした試料について、２５℃でオストワルド粘度計
により測定した。

【００３９】（８）シリカ修飾アルミナコロイド粒子の
ゼーター電位 コロイド水溶液を蒸留水で希釈して固形分濃度を２重量
％、ｐＨ８とした試料について、超音波方式ゼーター電
位測定装置（Ｍａｔｅｃ製、ＥＳＡ−８００）にて測定
した。

【００４０】実施例２ 実施例１で得られたシリカ修飾アルミナコロイド水溶液
（固形分濃度２０重量％）５００ｇと純水５００ｇとを
室温で撹拌しながら、これに強酸性陽イオン交換樹脂
（三菱化成製、ＤＡＩＡＩＯＮ、ＳＫ−１Ｂ）２００ｃ
ｃを添加し、２時間撹拌を続け、脱イオンを行った後、
イオン交換樹脂を取り除いた。次に、該コロイド溶液に
エタノールを加えながら、限外濾過膜（旭化成製、ＳＩ
Ｐ−１０１３）にて溶媒置換を行い、酸化物として２０
重量％のエタノールを分散媒とするシリカ修飾アルミナ
ゾルを得た。このコロイド溶液を酸化物として１重量％
となるようにエタノールで希釈した後、小型遠心分離器
にて１０００ｒｐｍで３０分間遠心分離を行ったが、コ
ロイド粒子の沈殿は見られなかった。

【００４１】実施例３ 参考例１と同様な方法にて調製した酸性アルミナコロイ
ド溶液（固形分濃度：２０重量％、平均粒子径：６０ｎ
ｍ、主結晶形：γ形）１０００ｇと純水２９５０ｇと１
重量％水酸化カリウム５０ｇとを５０℃で撹拌しなが
ら、これに強塩基性陰イオン交換樹脂（三菱化成製、Ｄ
ＡＩＡＩＯＮ、ＳＡ−１０Ａ）１０００ｃｃを徐々に添
加し、２０時間撹拌を行った。続いて、室温まで冷却し
た後、イオン交換樹脂を取り除き、アルカリ性アルミナ
ゾルを得た。このコロイド水溶液に珪酸ナトリウム水溶
液（シリカ濃度：５重量％、水酸化ナトリウム濃度：
３．３重量％）２０ｇを加えた後、このコロイド水溶液
を９８℃に加温して５重量％珪酸液１２０ｇを１０時間
かけて添加した後、実施例１と同様に処理して、酸化物
として２０重量％のコロイド水溶液を得た。

【００４２】実施例４ 実施例３のシリカ修飾アルミナコロイド水溶液を用い
て、実施例２と同様な方法にて調製したメタノールを分
散媒とするオルガノゾル（固形分濃度：２０重量％）１
００ｇに１−プロパノール５０ｇを加えた後、撹拌しな
がらこれにトリエトキシモノビニルシラン（信越化学
製、ＫＢＥ−１００３）１５ｇとトルエン１６０ｇを加
えて１時間撹拌混合した。続いて、これにトルエンを加
えながらロータリーエバポレーターにて溶媒置換を行
い、酸化物として１０重量％のトルエンを分散媒とする
シリカ修飾アルミナゾルを得た。このコロイド溶液を酸
化物として１重量％となるようにトルエンで希釈した
後、小型遠心分離器にて１０００ｒｐｍで３０分間遠心
分離を行ったが、コロイド粒子の沈殿は見られなかっ
た。

【００４３】実施例５ 市販の酸性アルミナゾル（触媒化成工業製、固形分濃
度：１０重量％、平均粒子径：２０ｎｍ、結晶形：擬ベ
ーマイト型）２０００ｇと純水５９９０ｇとを室温で撹
拌しながら、これに１重量％水酸化ナトリウム１０ｇを
加えた後、強塩基性陰イオン交換樹脂（三菱化成製、Ｄ
ＡＩＡＩＯＮ、ＳＡ−３０Ａ）２０００ｃｃを徐々に添
加し、２０時間撹拌を行った後、イオン交換樹脂を取り
除き、アルカリ性アルミナコロイド水溶液を得た。この
コロイド水溶液に珪酸ナトリウム水溶液（シリカ濃度：
５重量％、水酸化ナトリウム濃度：３．３重量％）３
０．３ｇを加えた後、このコロイド水溶液を９８℃に加
温して５重量％珪酸液１６００ｇを１０時間かけて添加
した後、実施例１と同様に処理して、酸化物として１０
重量％のコロイド水溶液を得た。

【００４４】実施例６ 実施例５で得られたシリカ修飾アルミナコロイド水溶液
（固形分濃度１０重量％）１００ｇにエチレングリコー
ル９０ｇを加えながら、ロータリーエバポレーターにて
加熱溶媒置換を行い、酸化物として１０重量％のエチレ
ングリコールを分散媒とするシリカ修飾アルミナゾルを
得た。このコロイド溶液を酸化物として１重量％となる
ように蒸留水で希釈した後、小型遠心分離器にて１００
０ｒｐｍで３０分間遠心分離を行ったが、コロイド粒子
の沈殿は見られなかった。

【００４５】比較例１ 参考例１で得られた酸性アルミナコロイド溶液（固形分
濃度２０重量％）を酸化物として１重量％となるように
蒸留水で希釈した後、５重量％燐酸を加えてｐＨ２に調
整した。この溶液をしばらく放置すると、凝集したアル
ミナコロイド粒子の沈殿が観察され、安定なコロイド水
溶液が得られなかった。

【００４６】

【表１】 コ ロ イ ド 溶 液 の 調 製 条 件 混合比 アルカリの 固形分濃度 ｐＨ シリカの (*1) 種類 添加比(*2) (*3) (*4) 添加比(*5) 実施例１ 5 NaOH 1.28×10^-2 10 10.9 0.1 実施例３ 5 KOH 0.45×10^-2 5 11.0 0.3 実施例５ 10 NaOH 0.13×10^-2 2.5 10.5 0.4 (*1) 混合比＝イオン交換樹脂(cc)／Ａｌ₂ Ｏ₃ (g) (*2) 添加比＝アルカリの当量／Ａｌの当量 (*3) 酸性アルミナゾルの固形分濃度（wt％) (*4) アルカリ性アルミナゾルのｐＨ (*5) 添加比＝ＳｉＯ₂ の重量／Ａｌ₂ Ｏ₃ の重量

【００４７】

【表２】 コ ロ イ ド 溶 液 の 性 状 固形分 吸光度 分散安定性 経時安定性 ζ電位 ｐＨ 粘度 濃度 pH2 pH8 pH2 pH8 実施例１ 20wt％ 0.2 ○ ○ ○ ○ -15mV 9.0 2cp 実施例３ 20 0.4 ○ ○ ○ ○ -22 8.9 2 実施例５ 10 0.1 ○ ○ ○ ○ -29 9.0 5 比較例１ 20 0.2 × × × × +20 4.6 4

【００４８】

【表３】 (*1) 修飾比＝ＳｉＯ₂ の重量／Ａｌ₂ Ｏ₃ の重量

【００４９】

【発明の効果】本発明のシリカ修飾アルミナゾルは、ｐ
Ｈ１〜ｐＨ１３の広い範囲において凝集を起こすことが
なく安定しており、また、経時安定性にも優れている。
更に、粒度分布がシャープで透明性も高いことから、触
媒担体としての用途以外にも、次に述べるような種々の
用途に有用である。

【００５０】（１）バインダー力が大きいので、種々の
耐火物用のバインダーとして用いれば、高強度成形体を
得ることができ、例えば、精密鋳造用ロストワックス法
のバインダーとして用いれば、強度に優れた型を得るこ
とができる。また、セラミックシートなどの無機繊維の
バインダーとして用いれば引張り強度の優れた無機繊維
が得られる。 （２）高温での体積変化、あるいは熱膨張が少ないの
で、アルミナおよびアルミナを含む耐火物として利用す
ることができる。

【００５１】（３）コロイド粒子の硬度が高いので、種
々の研磨剤、各種切削工具、あるいは、樹脂、エチルシ
リケートなどの加水分解物などのマトリクスとの併用で
ハードコート膜として用いた場合、優れた効果が得られ
る。また、研磨剤として用いれば、粒子径あるいは結晶
形態の相違によって研磨速度を調整することが可能にな
る。 （４）ヤング率が大きく、熱膨張率が小さいので、電磁
鋼板などの被膜組成物に添加すると、被膜の張力を大幅
に向上させることができ、低鉄損鋼板を得ることができ
る。

【００５２】（５）特に、粒度分布が狭いので、各種プ
ラスチックやゴムのフィラーに用いた場合、機械的強度
および寸法安定性を大幅に向上させることができる。例
えば、ポリエステルフィルムのフィラーとして用いた場
合、強度が高く、平滑で耐磨耗性および易滑性に優れた
２次軸配向フィルムを得ることができる。 （６）その他、製紙の表面処理剤、化粧品配合剤、塗料
の配合剤、繊維の風合い改良剤、潤滑剤、増粘剤、アル
ミニウム鋳造合金などの使用に好適である。

【００５３】本発明に係るアルミナゾルの製造方法は、
前記新規なシリカ修飾アルミナゾルの最適な製造方法を
提供するものである。特に、原料としてのアルカリ性ア
ルミナゾルが、結晶性アルミナ微粒子が水に分散した酸
性アルミナゾルに、アルカリ性物質を添加して陰イオン
交換体と接触させて得られたものである場合には、アル
カリが再生されて繰り返しアルミナに作用するため、ア
ルミナに対するアルカリの添加量が少なくても、アルミ
ナ微粒子の解膠を十分に行うことができ、製造プロセス
として経済的である。また、生成されるアルカリ性アル
ミナゾル中に含まれる塩の含有量が少ないため、ゾルの
安定性が高く、優れた製造方法であるということができ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリカで表面が修飾された結晶性アルミ
   ナ微粒子からなることを特徴とするシリカ修飾アルミナ
   ゾル。
2. 【請求項２】 前記微粒子が酸化物基準でアルミナ１０
   ０重量部に対してシリカを０．１〜５０重量部の範囲で
   含有することを特徴とする請求項１記載のシリカ修飾ア
   ルミナゾル。
3. 【請求項３】 結晶性アルミナ微粒子が水に分散したア
   ルカリ性アルミナゾルに重合性珪素化合物を添加して熟
   成することを特徴とするシリカ修飾アルミナゾルの製造
   方法。
4. 【請求項４】 前記アルカリ性アルミナゾルが、結晶性
   アルミナ微粒子が水に分散した酸性アルミナゾルに、ア
   ルカリ性物質を添加して陰イオン交換体と接触させて得
   られたものであることを特徴とする請求項３記載のシリ
   カ修飾アルミナゾルの製造方法。