JP7308650B2 - Large particle size alumina dispersion - Google Patents
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Description
本発明は、大粒径アルミナ分散液に関する。 The present invention relates to a large particle size alumina dispersion.
中性領域を含むアルミナ系分散液に関する技術として、本願出願人は、特許文献１において、pH5.5～9のアルミナコロイド含有水溶液を開示した。このアルミナコロイド含有水溶液は、アルミナ水和物等からなるコロイド及びイオン性アルミニウム化合物を含有するものであり、これを100℃で乾燥させたときの乾燥物の粉末Ｘ線回折分析におけるアルミナの結晶形が擬ベーマイトを示すものである。このアルミナコロイド含有水溶液は、バインダー力に優れるものであり、このことを特許文献２において開示した。 As a technology related to an alumina-based dispersion containing a neutral region, the applicant of the present application disclosed an alumina colloid-containing aqueous solution having a pH of 5.5 to 9 in Patent Document 1. This alumina colloid-containing aqueous solution contains a colloid composed of alumina hydrate etc. and an ionic aluminum compound. indicates pseudo-boehmite. This alumina colloid-containing aqueous solution is excellent in binder power, which was disclosed in Patent Document 2.
特許文献１に記載のアルミナコロイド含有水溶液は、上述のようにバインダー力に優れるものであるが、その実施例に示したように、分散粒子の平均粒子径は基本的には10nm前後、最大でも30数nm程度の極微小粒子であった。この極微小粒子である利点を活かし、結着対象となる粒状基材間の空隙に容易に入り込むことができ、バインダー性能を十分に発揮することができるものである。 The alumina colloid-containing aqueous solution described in Patent Document 1 is excellent in binder power as described above. They were extremely fine particles of about 30 nm. Taking advantage of the ultrafine particles, the particles can easily enter into the gaps between the granular substrates to be bound, and can exhibit a sufficient binder performance.
一方、結着対象となる粒状基材の種類や用途によっては、大きめの粒子サイズが求められることもあった。特許文献１に記載のアルミナコロイド含有水溶液の技術では、前述のように、最大でも30数nm程度の極微小粒子しか得られなかったため、大きめの粒子サイズを有しながらも優れたバインダー性能を発揮することができるアルミナ系分散液に関する新たな技術開発が望まれていた。 On the other hand, depending on the type and application of the granular base material to be bound, a larger particle size may be required. As mentioned above, in the technique of alumina colloid-containing aqueous solution described in Patent Document 1, only ultrafine particles of about 30 nm at maximum were obtained, so it exhibits excellent binder performance even though it has a larger particle size. It has been desired to develop a new technology related to an alumina-based dispersion that can be used.
本発明は以下のとおりである。
［１］アルミナ粒子を分散粒子とし、以下(1)～(5)の特性すべてを満たす大粒径アルミナ分散液。
(1)分散粒子の平均粒子径が、50nm～3000nmの範囲である。
(2)大粒径アルミナ分散液を100℃で乾燥させたときのアルミナの結晶形が、ベーマイト又は擬ベーマイトである。
(3)大粒径アルミナ分散液のpHが、5.5～9の範囲である。
(4)大粒径アルミナ分散液が、有機酸及びアルカリを含有し、有機酸が乳酸及び／又はリンゴ酸であり、アルカリがアンモニア、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうちのいずれか１種以上である。
(5)大粒径アルミナ分散液に含有される有機酸とアルミナ(Al2O3)の量比が、有機酸のモル数と該有機酸中のカルボキシル基数との積をAとし、Al2O3のモル数をBとしたときに、A/B＝1.0～2.0の範囲である。
［２］以下の三点曲げ試験において、曲げ強度が0.3MPa以上である、上記［１］記載の大粒径アルミナ分散液。
［三点曲げ試験］
前記大粒径アルミナ分散液43gと焼結アルミナ（伊藤忠セラテック社製の「アルミナイトA-S -28 mesh」135gと「アルミナイトA-S -325 mesh」165gを混合したもの）300gを混合し、これをモールド（長さ8cm、幅2cm、高さ2cm）に流し込んだ後、100℃で乾燥する。乾燥後、モールドから脱型し、これを500℃で12時間焼成する。
支点間距離を50mmとした三点曲げ試験機の支持部に焼成品を設置し、焼成品の上面のうち長辺の中点において長辺に対し直角方向となる部分全体に対して、鉛直上方向から加圧し、焼成品が割れたときの力を曲げ強度とする。
［３］上記［１］又は［２］記載の大粒径アルミナ分散液を乾燥して得られる粉体。
The present invention is as follows.
[1] A large-diameter alumina dispersion having alumina particles as dispersed particles and satisfying all of the following properties (1) to (5).
(1) The average particle size of dispersed particles is in the range of 50 nm to 3000 nm.
(2) The crystal form of alumina when the large particle size alumina dispersion is dried at 100°C is boehmite or pseudo-boehmite.
(3) The pH of the large particle size alumina dispersion is in the range of 5.5-9.
(4) The large particle size alumina dispersion contains an organic acid and an alkali, the organic acid is lactic acid and/or malic acid, and the alkali is ammonia, alkali metals, or alkaline earth metals. is.
(5) The amount ratio of the organic acid and alumina (Al 2 O 3 ) contained in the large particle size alumina dispersion is Al 2 where A is the product of the number of moles of organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid When the number of moles of O 3 is B, A/B is in the range of 1.0 to 2.0.
[2] The large particle size alumina dispersion according to [1] above, which has a bending strength of 0.3 MPa or more in the following three-point bending test.
[Three-point bending test]
43 g of the large particle size alumina dispersion and 300 g of sintered alumina (a mixture of 135 g of "Aluminite AS-28 mesh" and 165 g of "Aluminite AS-325 mesh" manufactured by Itochu Ceratec) are mixed, and this is molded. (Length 8 cm, Width 2 cm, Height 2 cm) and dried at 100°C. After drying, it is removed from the mold and fired at 500°C for 12 hours.
Place the fired product on the support part of a three-point bending tester with a distance between fulcrums of 50 mm, and measure the entire part perpendicular to the long side of the upper surface of the fired product at the midpoint of the long side. The bending strength is defined as the force when the fired product cracks when pressure is applied from the direction.
[3] A powder obtained by drying the large particle size alumina dispersion described in [1] or [2] above.
以下、好ましい実施形態に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
なお、本発明において、数値範囲に関する「数値1～数値2」という表記は、数値1を下限値とし数値2を上限値とする、両端の数値1及び数値2を含む数値範囲を意味し、「数値1以上数値2以下」と同義である。
The present invention will be described in detail below based on preferred embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims.
In the present invention, the notation "numerical value 1 to numerical value 2" regarding the numerical range means a numerical range including numerical value 1 and numerical value 2 at both ends, with numerical value 1 as the lower limit and numerical value 2 as the upper limit. It is synonymous with "numerical value 1 or more and numerical value 2 or less".
本発明の大粒径アルミナ分散液は、アルミナ粒子を分散粒子とし、以下(1)～(5)の特性すべてを満たすものである。
(1)分散粒子の平均粒子径が、50nm～3000nmの範囲である。
(2)大粒径アルミナ分散液を100℃で乾燥させたときのアルミナの結晶形が、ベーマイト又は擬ベーマイトである。
(3)大粒径アルミナ分散液のpHが、5.5～9の範囲である。
(4)大粒径アルミナ分散液が、有機酸及びアルカリを含有し、有機酸が乳酸及び／又はリンゴ酸であり、アルカリがアンモニア、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうちのいずれか１種以上である。
(5)大粒径アルミナ分散液に含有される有機酸とアルミナ(Al2O3)の量比が、有機酸のモル数と該有機酸中のカルボキシル基数との積をAとし、Al2O3のモル数をBとしたときに、A/B＝1.0～2.0の範囲である。
The large particle size alumina dispersion of the present invention uses alumina particles as dispersed particles and satisfies all of the following properties (1) to (5).
(1) The average particle size of dispersed particles is in the range of 50 nm to 3000 nm.
(2) The crystal form of alumina when the large particle size alumina dispersion is dried at 100°C is boehmite or pseudo-boehmite.
(3) The pH of the large particle size alumina dispersion is in the range of 5.5-9.
(4) The large particle size alumina dispersion contains an organic acid and an alkali, the organic acid is lactic acid and/or malic acid, and the alkali is ammonia, alkali metals, or alkaline earth metals. is.
(5) The amount ratio of the organic acid and alumina (Al 2 O 3 ) contained in the large particle size alumina dispersion is Al 2 When the number of moles of O 3 is B, A/B is in the range of 1.0 to 2.0.
本発明の大粒径アルミナ分散液は、アルミナ粒子を分散粒子とするものであるが、アルミニウム成分の他の存在形態として、イオン性アルミニウム化合物の含有を許容するものである。イオン性アルミニウム化合物の含有の有無は、本発明の大粒径アルミナ分散液を分画分子量10000の限外ろ過膜でろ過し、ろ液中のAl2O3を測定することによって調べることができる。本発明の大粒径アルミナ分散液は、ろ液中のAl2O3がろ過前の水溶液中のAl2O3に対して40質量%以下であることが好ましく、より好ましくは20質量%以下である。なお、下限については特に制限されないが、例えば0質量%である。 The large-particle-size alumina dispersion of the present invention uses alumina particles as dispersed particles, but allows the inclusion of an ionic aluminum compound as another form of existence of the aluminum component. The presence or absence of an ionic aluminum compound can be examined by filtering the large particle size alumina dispersion of the present invention through an ultrafiltration membrane with a cutoff molecular weight of 10,000 and measuring Al 2 O 3 in the filtrate. . In the large particle size alumina dispersion of the present invention, the Al 2 O 3 in the filtrate is preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, relative to the Al 2 O 3 in the aqueous solution before filtration. is. Although the lower limit is not particularly limited, it is, for example, 0% by mass.
また、本発明の大粒径アルミナ分散液中のAl2O3濃度については、20質量%以下であることが好ましい。20質量%を超えると粘性が上昇し、ハンドリング性が悪化する傾向にある。Al2O3濃度の下限については特に制限はないが、経済的な観点から1質量%であることが好ましい。よって、Al2O3濃度の好適な範囲として1～20質量%を例示することができる。上記範囲について、下限は3質量%であることがより好ましい。また、上限は15質量%であることがより好ましい。 Further, the Al 2 O 3 concentration in the large particle size alumina dispersion of the present invention is preferably 20% by mass or less. If it exceeds 20% by mass, the viscosity tends to increase and the handling property tends to deteriorate. Although there is no particular limitation on the lower limit of the Al 2 O 3 concentration, it is preferably 1% by mass from an economical point of view. Therefore, a suitable range of Al 2 O 3 concentration can be exemplified from 1 to 20% by mass. More preferably, the lower limit of the above range is 3% by mass. Further, the upper limit is more preferably 15% by mass.
本発明の大粒径アルミナ分散液は、水を分散媒とすることが好ましいが、分散安定性が損なわれない範囲であれば親水性有機溶媒を含有しても構わない。親水性有機溶媒として、メタノール、エタノール、エチレングリコール等を例示できる。 The large particle size alumina dispersion liquid of the present invention preferably uses water as a dispersion medium, but may contain a hydrophilic organic solvent as long as the dispersion stability is not impaired. Examples of hydrophilic organic solvents include methanol, ethanol, and ethylene glycol.
特性(1)にかかる分散粒子の平均粒子径の範囲50nm～3000nmについて、より大きな粒子サイズを規定するという観点から、上記範囲の下限は70nmであることが好ましく、100nmがより好ましい。ここで、分散粒子の平均粒子径とは、（株）堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB-500」で測定した際のメジアン径のことである。 Regarding the average particle size range of 50 nm to 3000 nm of the dispersed particles related to the characteristic (1), the lower limit of the range is preferably 70 nm, more preferably 100 nm, from the viewpoint of defining a larger particle size. Here, the average particle size of the dispersed particles is the median size measured with a dynamic light scattering particle size distribution analyzer "LB-500" manufactured by Horiba, Ltd.
特性(2)にかかるアルミナの結晶形の分析は、常法を用いればよく、好例は粉末Ｘ線回折による分析である。 The analysis of the crystal form of alumina relating to characteristic (2) may be carried out by a conventional method, a good example of which is analysis by powder X-ray diffraction.
特性(3)にかかるpHの範囲5.5～9について、この範囲であればゲル化は発生し難い。本発明の大粒径アルミナ分散液は、その保存中に沈殿が生じることがあるが、撹拌により再分散させることができるものであるため、通常の使用には支障がないと考えられる。 With respect to the pH range of 5.5 to 9 related to the characteristic (3), gelation is less likely to occur within this range. The large-particle-size alumina dispersion of the present invention may precipitate during storage, but since it can be redispersed by stirring, it is considered that there is no problem in normal use.
特性(4)にかかる有機酸とアルカリのうち、有機酸の含有割合については特性(5)で規定されているとおりである。アルカリの含有割合については、有機酸の含有割合に応じて、本発明の大粒径アルミナ分散液のpHが特性(3)の5.5～9の範囲となる限りにおいて特に制限されない。アルカリ金属の好例はナトリウム、カリウムであり、アルカリ土類金属の好例はマグネシウム、カルシウムである。 Among the organic acids and alkalis related to the property (4), the content ratio of the organic acid is as specified in the property (5). The alkali content is not particularly limited as long as the pH of the large particle size alumina dispersion of the present invention falls within the range of 5.5 to 9 in the characteristic (3) according to the content of the organic acid. Preferred examples of alkali metals are sodium and potassium, and preferred examples of alkaline earth metals are magnesium and calcium.
特性(5)にかかるA/Bの範囲1.0～2.0について、この範囲であればゲル化は発生し難い。 With respect to the A/B range of 1.0 to 2.0 relating to the characteristic (5), gelation is unlikely to occur within this range.
本発明の大粒径アルミナ分散液が有する特性として、特性(1)～(5)以外では、例えば、光透過率が挙げられる。Al2O3として7.2質量%時における本発明の大粒径アルミナ分散液の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、例えば、85%以下である。粒子径が大きくなるほど光透過率が低くなることから、光透過率は、例えば、80%以下であり、更には75%以下である。下限については特に制限はないが、例えば5%であり、更には10%である。この光透過率は、本発明の大粒径アルミナ分散液のAl2O3濃度を7.2質量%に設定したときのものであるため、Al2O3濃度が7.2質量%未満のものを光透過率の測定に供するときは、予め限外ろ過等の方法によって7.2質量%になるまで濃縮しておくことが好ましい。 In addition to the properties (1) to (5), the properties of the large particle size alumina dispersion of the present invention include, for example, light transmittance. The light transmittance (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) of the large particle size alumina dispersion of the present invention when Al 2 O 3 is 7.2% by mass is, for example, 85% or less. Since the light transmittance decreases as the particle size increases, the light transmittance is, for example, 80% or less, and more preferably 75% or less. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 5%, and further 10%. Since this light transmittance is obtained when the Al 2 O 3 concentration of the large particle size alumina dispersion of the present invention is set to 7.2% by mass, the light transmittance of the Al 2 O 3 concentration of less than 7.2% by mass is When subjected to rate measurement, it is preferable to concentrate in advance to 7.2% by mass by a method such as ultrafiltration.
本発明の大粒径アルミナ分散液の一特徴は、優れたバインダー力を有することである。バインダー力を評価するための好適な一方法は、以下の三点曲げ試験である。この三点曲げ試験において、曲げ強度が0.3MPa以上であれば、バインダー力に優れると評価することができる。曲げ強度は、0.4MPa以上であることが好ましい。なお、曲げ強度の上限は特に制限されないが、例えば、2MPaである。 One feature of the large particle size alumina dispersion of the present invention is that it has excellent binder power. One suitable method for evaluating binder strength is the following three-point bend test. In this three-point bending test, if the bending strength is 0.3 MPa or more, it can be evaluated that the binder strength is excellent. The bending strength is preferably 0.4 MPa or more. Although the upper limit of bending strength is not particularly limited, it is, for example, 2 MPa.
［三点曲げ試験］
本発明の大粒径アルミナ分散液43gと焼結アルミナ（伊藤忠セラテック社製の「アルミナイトA-S -28 mesh」135gと「アルミナイトA-S -325 mesh」165gを混合したもの）300gを混合し、これをモールド（長さ8cm、幅2cm、高さ2cm）に流し込んだ後、100℃で乾燥する。乾燥後、モールドから脱型し、これを500℃で12時間焼成する。
支点間距離を50mmとした三点曲げ試験機の支持部に焼成品を設置し、焼成品の上面のうち長辺の中点において長辺に対し直角方向となる部分全体に対して、鉛直上方向から加圧し、焼成品が割れたときの力を曲げ強度とする。
[Three-point bending test]
43 g of the large particle size alumina dispersion of the present invention and 300 g of sintered alumina (a mixture of 135 g of "Aluminite AS-28 mesh" and 165 g of "Aluminite AS-325 mesh" manufactured by Itochu Ceratec) were mixed. is poured into a mold (length 8 cm, width 2 cm, height 2 cm) and dried at 100°C. After drying, it is removed from the mold and fired at 500°C for 12 hours.
Place the fired product on the support of a three-point bending tester with a distance between fulcrums of 50 mm, and measure the entire part perpendicular to the long side of the upper surface of the fired product at the midpoint of the long side. The bending strength is defined as the force when the fired product cracks when pressure is applied from the direction.
本発明の好適な一形態は、本発明の大粒径アルミナ分散液を乾燥して得られる粉体に関するものである。上記粉体は、水に再分散可能である。ここで、再分散可能とは、上記粉体を水に懸濁させたときに再び本発明の大粒径アルミナ分散液に戻ることを意味する。上記粉体は、そのまま、あるいは少量の水に分散することにより高濃度で使用することもできる。乾燥方法として、噴霧乾燥、静置乾燥、気流乾燥等の通常用いられる方法を採用できる。乾燥温度に関しては、150℃以下が好ましい。 A preferred embodiment of the present invention relates to a powder obtained by drying the large particle size alumina dispersion of the present invention. The powder is redispersible in water. Here, "redispersible" means that when the powder is suspended in water, it returns to the large particle size alumina dispersion of the present invention. The above powder can be used as it is or at a high concentration by dispersing it in a small amount of water. As a drying method, commonly used methods such as spray drying, stationary drying, and stream drying can be employed. As for the drying temperature, 150° C. or less is preferable.
（製造方法）
本発明の大粒径アルミナ分散液の好適な製造方法にかかる一形態は、結晶形がベーマイト又は擬ベーマイトであるアルミナ（以下「アルミナA」という）と有機酸とアルカリ剤とを混合し、加熱する方法である。
(Production method)
In one embodiment of the preferred method for producing the large particle size alumina dispersion of the present invention, alumina having a boehmite or pseudoboehmite crystal (hereinafter referred to as "alumina A"), an organic acid and an alkali agent are mixed and heated. It is a way to
有機酸の種類は、前述のとおり乳酸及び／又はリンゴ酸である。アルカリ剤の種類の例は、アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸水素塩等である。ここで、前述のとおりアルカリ金属の好例はナトリウム、カリウムであり、アルカリ土類金属の好例はマグネシウム、カルシウムである。 Types of organic acids are lactic acid and/or malic acid as described above. Examples of types of alkaline agents are ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, alkaline earth metal hydroxides, alkaline earth metal carbonates, alkaline earth metal hydrogen carbonates, and the like. Here, as described above, preferred examples of alkali metals are sodium and potassium, and preferred examples of alkaline earth metals are magnesium and calcium.
アルミナAと有機酸とアルカリ剤の混合、加熱方法については、特に制限されるものではない。例えば、アルミナAの水分散液、水に溶解させた有機酸及びアルカリ剤を混合し、これを加熱してもよい。また、有機酸の水溶液にアルミナAを添加して加熱した後、その加熱状態の温度が下がらないように維持しながら、アルカリ剤を添加してもよい。添加の態様は、連続的であっても間欠的であってもよく、添加速度も特に制限はないが、一度に多量に添加することは避けることが望ましい。また、混合の態様は、通常の撹拌方法であればよく、混合時間は適宜設定すればよい。加熱温度は50～200℃が好ましく、より好ましくは70～160℃である。加熱方法に特に制限はなく、通常の加熱方法やオートクレーブ等を例示できる。 The method of mixing and heating the alumina A, the organic acid and the alkaline agent is not particularly limited. For example, an aqueous dispersion of alumina A, an organic acid dissolved in water, and an alkali agent may be mixed and heated. Alternatively, after adding alumina A to an aqueous solution of an organic acid and heating, the alkaline agent may be added while maintaining the temperature of the heated state so as not to drop. The mode of addition may be continuous or intermittent, and the rate of addition is not particularly limited, but it is desirable to avoid adding a large amount at once. Moreover, the mixing mode may be a normal stirring method, and the mixing time may be appropriately set. The heating temperature is preferably 50-200°C, more preferably 70-160°C. The heating method is not particularly limited, and ordinary heating methods, autoclaves, and the like can be exemplified.
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
〔実施例１〕
硫酸アルミニウム水溶液に炭酸水素アンモニウム水溶液をpHが7.5になるまでゆっくり添加して反応させた後、限外洗浄によってAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを得た。このアルミナ水和物ゲルを55℃で1時間加熱することによって、擬ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.6となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.0となるように添加した。これを120℃で4h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.3質量%、平均粒子径が52.2nm、結晶形が擬ベーマイト、pHが8.2、A/B値が1.6であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、83.6%であった。
また、上記で得られた大粒径アルミナ分散液をヤマト科学(株)製スプレードライヤADL310（入口温度：200℃、出口温度：100℃）にて乾燥し、粉体を得た。次いで、この粉体をAl2O3濃度7.2%となるように水に懸濁させたところ、良好に分散し、分散液が得られた。よって、この粉体は、水に再分散可能な粉体であることが分かった。この分散液は、pH6.2、平均粒子径58nmであったことから、大粒径アルミナ分散液が再び得られたことを確認できた。
[Example 1]
An aqueous ammonium bicarbonate solution was slowly added to an aqueous aluminum sulfate solution until the pH reached 7.5, followed by ultracleaning to obtain an alumina hydrate gel of 10% by mass as Al 2 O 3 . A slurry with pseudo-boehmite alumina crystalline form was prepared by heating the alumina hydrate gel at 55° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.6, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.0. It was heated at 120° C. for 4 h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.3% by mass, an average particle size of 52.2 nm, a crystal form of pseudo-boehmite, a pH of 8.2, and an A/B value of 1.6. It corresponded to a dispersion liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 83.6%.
Further, the large particle size alumina dispersion obtained above was dried with a spray dryer ADL310 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd. (inlet temperature: 200°C, outlet temperature: 100°C) to obtain powder. Next, when this powder was suspended in water so as to have an Al 2 O 3 concentration of 7.2%, it was well dispersed to obtain a dispersion liquid. Therefore, this powder was found to be redispersible in water. Since this dispersion had a pH of 6.2 and an average particle size of 58 nm, it was confirmed that a large particle size alumina dispersion was obtained again.
〔実施例２〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを57℃で1時間加熱することによって、擬ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.3となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝0.9となるように添加した。これを140℃で3h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.0質量%、平均粒子径が186.6nm、結晶形が擬ベーマイト、pHが8.2、A/B値が1.3であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、71.0%であった。
[Example 2]
A slurry having a pseudo-boehmite alumina crystal form was prepared by heating a 10% by weight alumina hydrate gel as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 57° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.3, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=0.9. It was heated at 140° C. for 3 h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.0% by mass, an average particle size of 186.6 nm, a crystal form of pseudo-boehmite, a pH of 8.2, and an A/B value of 1.3. It corresponded to a dispersion liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 71.0%.
〔実施例３〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを61℃で1時間加熱することによって、擬ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.7となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.1となるように添加した。これを100℃で8h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.2質量%、平均粒子径が224.0nm、結晶形が擬ベーマイト、pHが8.3、A/B値が1.7であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、64.4%であった。
[Example 3]
A slurry having a pseudo-boehmite alumina crystal form was prepared by heating a 10% by weight alumina hydrate gel as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 61° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.7, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.1. This was heated at 100°C for 8h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass, an average particle size of 224.0 nm, a crystal form of pseudo-boehmite, a pH of 8.3, and an A/B value of 1.7. It corresponded to a dispersion liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 64.4%.
〔実施例４〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを63℃で1時間加熱することによって、擬ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.6となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.0となるように添加した。これを130℃で5h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.1質量%、平均粒子径が742.2nm、結晶形が擬ベーマイト、pHが8.2、A/B値が1.6であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、29.7%であった。
[Example 4]
A slurry having a pseudo-boehmite alumina crystal form was prepared by heating a 10% by weight alumina hydrate gel as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 63° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.6, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.0. This was heated at 130°C for 5h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.1% by mass, an average particle size of 742.2 nm, a crystal form of pseudo-boehmite, a pH of 8.2, and an A/B value of 1.6. It corresponded to a dispersion liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 29.7%.
〔実施例５〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを70℃で1時間加熱することによって、ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.5となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.0となるように添加した。これを140℃で3h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.3質量%、平均粒子径が1957.0nm、結晶形がベーマイト、pHが8.1、A/B値が1.5であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、16.5%であった。
[Example 5]
A slurry having alumina crystalline form of boehmite was prepared by heating a 10% by weight alumina hydrate gel as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 70° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.5, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.0. It was heated at 140° C. for 3 h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.3% by mass, an average particle size of 1957.0 nm, a crystal form of boehmite, a pH of 8.1, and an A/B value of 1.5. It corresponded to the liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 16.5%.
〔実施例６〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを80℃で1時間加熱することによって、ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.7となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.1となるように添加した。これを140℃で3h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.2質量%、平均粒子径が2315.0nm、結晶形がベーマイト、pHが7.7、A/B値が1.7であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、12.1%であった。
[Example 6]
A slurry having alumina crystalline form of boehmite was prepared by heating a 10 mass % alumina hydrate gel as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 80° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.7, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.1. It was heated at 140° C. for 3 h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass, an average particle size of 2315.0 nm, a crystal form of boehmite, a pH of 7.7, and an A/B value of 1.7. It corresponded to the liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 12.1%.
〔実施例７〕
実施例１と同様にして得たAl2O3として10質量%のアルミナ水和物ゲルを100℃で1時間加熱することによって、ベーマイトのアルミナ結晶形を有するスラリーを調製した。このスラリー100質量部に対し88％乳酸をA/B＝1.6となるように、また25％アンモニア水をNH3/Al2O3（モル比）＝1.0となるように添加した。これを150℃で3h加熱した。
得られた分散液は、Al2O3濃度が7.3質量%、平均粒子径が2970.0nm、結晶形がベーマイト、pHが5.9、A/B値が1.6であり、本発明の大粒径アルミナ分散液に該当するものであった。なお、Al2O3濃度7.2質量%時の光透過率（測定条件：波長500nm、光路長10mm）は、12.1%であった。
また、上記で得られた大粒径アルミナ分散液を通風乾燥機にて100℃で12時間乾燥し、粉体を得た。次いで、この粉体をAl2O3濃度7.2%となるように水に懸濁させたところ、良好に分散し、分散液が得られた。よって、この粉体は、水に再分散可能な粉体であることが分かった。この分散液は、pH5.8、平均粒子径2910nmであったことから、大粒径アルミナ分散液が再び得られたことを確認できた。
[Example 7]
A slurry having alumina crystalline form of boehmite was prepared by heating an alumina hydrate gel containing 10 mass % as Al 2 O 3 obtained in the same manner as in Example 1 at 100° C. for 1 hour. To 100 parts by mass of this slurry, 88% lactic acid was added so that A/B=1.6, and 25% ammonia water was added so that NH 3 /Al 2 O 3 (molar ratio)=1.0. It was heated at 150° C. for 3 h.
The resulting dispersion had an Al 2 O 3 concentration of 7.3% by mass, an average particle size of 2970.0 nm, a crystal form of boehmite, a pH of 5.9, and an A/B value of 1.6. It corresponded to the liquid. The light transmittance at an Al 2 O 3 concentration of 7.2% by mass (measurement conditions: wavelength 500 nm, optical path length 10 mm) was 12.1%.
Further, the large particle size alumina dispersion obtained above was dried at 100° C. for 12 hours in a ventilation dryer to obtain a powder. Next, when this powder was suspended in water so as to have an Al 2 O 3 concentration of 7.2%, it was well dispersed to obtain a dispersion liquid. Therefore, this powder was found to be redispersible in water. Since this dispersion had a pH of 5.8 and an average particle size of 2910 nm, it was confirmed that a large particle size alumina dispersion was obtained again.
上記各実施例で得られた分散液の分析方法は以下のとおりである。
・結晶形：得られた分散液を100℃で乾燥し、乾燥物を島津製作所(株)製のＸ線回折装置「XRD-7000」で測定して解析した。
・平均粒子径：得られた分散液を(株)堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB-500」を用いて測定した。
・光透過率：得られた分散液をAl2O3として7.2質量%に調整したものを日本分光(株)製の紫外可視近赤外分光光度計「V-670」を用い、波長500nm、光路長10mmの条件で測定した。
The methods for analyzing the dispersions obtained in the above Examples are as follows.
-Crystal form: The obtained dispersion was dried at 100°C, and the dried product was measured and analyzed with an X-ray diffractometer "XRD-7000" manufactured by Shimadzu Corporation.
• Average particle size: The obtained dispersion was measured using a dynamic light scattering type particle size distribution analyzer "LB-500" manufactured by Horiba, Ltd.
・Light transmittance: The obtained dispersion was adjusted to 7.2% by mass as Al 2 O 3 using a UV-visible near-infrared spectrophotometer “V-670” manufactured by JASCO Corporation, at a wavelength of 500 nm, Measured under the condition of an optical path length of 10 mm.
［三点曲げ試験］
焼結アルミナとして、伊藤忠セラテック社製「アルミナイトA-S -28 mesh」135gと伊藤忠セラテック社製「アルミナイトA-S -325 mesh」165gを混合して調製したものを用いた。
実施例で得られた各分散液43gと焼結アルミナ300gを混合し、これをモールド（長さ8cm、幅2cm、高さ2cm）に流し込んだ後、100℃で乾燥した。乾燥後、モールドから脱型し、これを500℃で12時間焼成した。
三点曲げ試験機として、丸菱科学機械製作所製の万能強度試験機を用いた。支点間距離を50mmとし、支持部に焼成品を設置した。焼成品の上面のうち長辺の中点において長辺に対し直角方向となる部分全体に対して、鉛直上方向から懸架部で加圧し、焼成品が割れたときの力を曲げ強度とした。試験時の写真を図１に示した。
[Three-point bending test]
As the sintered alumina, one prepared by mixing 135 g of "Aluminite AS-28 mesh" manufactured by Itochu Ceratec and 165 g of "Aluminite AS-325 mesh" manufactured by Itochu Ceratec was used.
43 g of each dispersion obtained in Examples and 300 g of sintered alumina were mixed, poured into a mold (length 8 cm, width 2 cm, height 2 cm) and dried at 100°C. After drying, it was removed from the mold and fired at 500°C for 12 hours.
As a three-point bending tester, a universal strength tester manufactured by Marubishi Kagaku Kikai Seisakusho was used. The distance between the fulcrums was set to 50 mm, and the fired product was placed on the support. The entire portion of the upper surface of the fired product that is perpendicular to the long side at the midpoint of the long side was pressurized from the vertical direction by the suspension part, and the force when the fired product cracked was defined as the bending strength. A photograph during the test is shown in FIG.
三点曲げ試験の結果を表１に示した。表１より、実施例におけるいずれの分散液も曲げ強度が0.3MPa以上であることから、バインダー力に優れていることが分かった。 Table 1 shows the results of the three-point bending test. From Table 1, it was found that all of the dispersions in the examples had a bending strength of 0.3 MPa or more, indicating excellent binder power.
Claims (3)
(1)分散粒子の平均粒子径が、50nm～3000nmの範囲である。
(2)大粒径アルミナ分散液を100℃で乾燥させたときのアルミナの結晶形が、ベーマイト又は擬ベーマイトである。
(3)大粒径アルミナ分散液のpHが、5.5～9の範囲である。
(4)大粒径アルミナ分散液が、有機酸及びアルカリを含有し、有機酸が乳酸及び／又はリンゴ酸であり、アルカリがアンモニア及びアルカリ金属のうちのいずれか１種以上である。
(5)大粒径アルミナ分散液に含有される有機酸とアルミナ(Al2O3)の量比が、有機酸のモル数と該有機酸中のカルボキシル基数との積をAとし、Al2O3のモル数をBとしたときに、A/B＝1.0～2.0の範囲である。 A large-diameter alumina dispersion liquid that uses alumina particles as dispersed particles and satisfies all of the following properties (1) to (5).
(1) The average particle size of dispersed particles is in the range of 50 nm to 3000 nm.
(2) The crystal form of alumina when the large particle size alumina dispersion is dried at 100°C is boehmite or pseudo-boehmite.
(3) The pH of the large particle size alumina dispersion is in the range of 5.5-9.
(4) The large particle size alumina dispersion contains an organic acid and an alkali, the organic acid being lactic acid and/or malic acid, and the alkali being at least one of ammonia and an alkali metal .
(5) The amount ratio of the organic acid and alumina (Al 2 O 3 ) contained in the large particle size alumina dispersion is Al 2 where A is the product of the number of moles of organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid When the number of moles of O 3 is B, A/B is in the range of 1.0 to 2.0.
［三点曲げ試験］
前記大粒径アルミナ分散液43gと焼結アルミナ（伊藤忠セラテック社製の「アルミナイトA-S -28 mesh」135gと「アルミナイトA-S -325 mesh」165gを混合したもの）300gを混合し、これをモールド（長さ8cm、幅2cm、高さ2cm）に流し込んだ後、100℃で乾燥する。乾燥後、モールドから脱型し、これを500℃で12時間焼成する。
支点間距離を50mmとした三点曲げ試験機の支持部に焼成品を設置し、焼成品の上面のうち長辺の中点において長辺に対し直角方向となる部分全体に対して、鉛直上方向から加圧し、焼成品が割れたときの力を曲げ強度とする。 2. The large particle size alumina dispersion according to claim 1, which has a bending strength of 0.3 MPa or more in the following three-point bending test.
[Three-point bending test]
43 g of the large particle size alumina dispersion and 300 g of sintered alumina (a mixture of 135 g of "Aluminite AS-28 mesh" and 165 g of "Aluminite AS-325 mesh" manufactured by Itochu Ceratec) are mixed, and this is molded. (Length 8 cm, Width 2 cm, Height 2 cm) and dried at 100°C. After drying, it is removed from the mold and fired at 500°C for 12 hours.
Place the fired product on the support of a three-point bending tester with a distance between fulcrums of 50 mm, and measure the entire part perpendicular to the long side of the upper surface of the fired product at the midpoint of the long side. The bending strength is defined as the force when the fired product cracks when pressure is applied from the direction.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003054941A (en) | 2001-08-08 | 2003-02-26 | Gifu Prefecture | Needle boehmite and needle alumina and resin composition containing them |
| JP2012131653A (en) | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Taki Chem Co Ltd | Method for producing alumina colloid-containing aqueous solution and alumina colloid-containing aqueous solution obtained thereby |
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-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003054941A (en) | 2001-08-08 | 2003-02-26 | Gifu Prefecture | Needle boehmite and needle alumina and resin composition containing them |
| JP2012131653A (en) | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Taki Chem Co Ltd | Method for producing alumina colloid-containing aqueous solution and alumina colloid-containing aqueous solution obtained thereby |
| JP2013133258A (en) | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Taki Chem Co Ltd | Method for binding inorganic material |
| JP2017088481A (en) | 2015-11-04 | 2017-05-25 | 多木化学株式会社 | Alumina colloid-containing aqueous solution |
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