JPH0525070A - アルミニウムアルコキサイドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属アルミニウムとアルコールとの固液
反応をガリウム、インジウム或いはこれら金属の化合物
の少なくとも１種を液相に対し０．０２〜５０ｐｐｍ
（金属換算）の存在下で行うことによりアルミニウムア
ルコキサイドを得る。 【効果】 金属アルミニウムとアルコールの反応速
度が著しく向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムアルコキサ
イドの製造方法に関する。更に詳細には、金属アルミニ
ウムとアルコールとの固液反応によりアルミニウムアル
コキサイドを製造する方法において、反応速度を著しく
向上せしめる製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術の説明】アルミニウムアルコキサイドは、有
機合成触媒、脱水縮合剤、表面処理剤や、塗料、イン
キ、接着剤などの改質用添加剤、或いは撥水剤として、
更には近年ゾル−ゲル法による機能性ガラスやアルミナ
系ファインセラミックス粉末用原料として広く利用され
ている。

【０００３】アルミニウムアルコキサイドの合成方法と
しては、従来より大別して以下の２つの方法が知られて
いる。

【０００４】 １） ＡｌＸ₃ ＋３ＲＯＨ→Ａｌ（ＯＲ）₃ ＋３ＨＸ ２） Ａｌ＋３ＲＯＨ→Ａｌ（ＯＲ）₃ ＋３／２Ｈ₂ 〔式中、Ｒは炭化水素基、Ｘは塩素等のハロゲン基を示
す。〕

【０００５】１）の方法は塩化アルミニウム等のアルミ
ニウムハロゲン化物とアルコールとの反応であるが、副
生物として塩酸等のハロゲン化水素ガスを発生し、装置
腐食を招くとの欠点を有する。

【０００６】他方、２）の方法は金属アルミニウムとア
ルコールの反応であるが、一般には反応が遅く、その為
反応開始促進剤として金属アルミニウムの酸化皮膜のエ
ッチングを目的とした塩化第２水銀等を添加する方法が
用いられている。しかし周知の如く塩化第２水銀は有毒
であり、取扱上の問題点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況下に鑑み、
本発明者らは金属アルミニウムとアルコールとの反応に
よりアルミニウムアルコキサイドを製造する方法におい
て、上記の様な問題点のない方法で反応速度の向上を図
るべく鋭意検討した結果、反応液相中に特定の微量成分
を存在せしめる場合には、金属アルミニウムとアルコー
ルの反応性が著しく向上するという知見を得、本発明を
完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】すなわち、本発明は金属ア
ルミニウムとアルコールとの固液反応によりアルミニウ
ムアルコキサイドを製造する方法において、ガリウム、
インジウム或いはこれらの金属の化合物の少なくとも１
種を液相に対し０．０２〜５０ｐｐｍ（金属換算）存在
せしめ、金属アルミニウムとアルコールとの固液反応を
行うことを特徴とする、アルミニウムアルコキサイドの
製造方法を提供するにある。

【０００９】以下本発明方法を更に詳細に説明する。本
発明の特徴は金属アルミニウムとアルコールとの固液反
応に際し、特定量のガリウム、インジウム或いはこれら
金属の化合物の少なくとも１種の存在下に、固液反応を
行うことにある。

【００１０】反応液相中に存在させるガリウム、インジ
ウム或いはこれら金属の化合物の少くとも１種の量は、
金属アルミニウムと接触している反応液相に対して、ガ
リウム、インジウムの金属濃度として、０．０２〜５０
ｐｐｍ、好ましくは０．１〜４０ｐｐｍである。

【００１１】液中の金属濃度が０．０２ｐｐｍ未満であ
ると反応促進効果が認められず、他方、５０ｐｐｍを越
えると反応促進効果は飽和し、生成したアルミニウムア
ルコキサイドを高純度アルミナ等のファインセラミック
ス粉末の原料として用いる場合に、ガリウム、インジウ
ムが不純物として最終製品に移行し、焼結性や光学特性
を悪化させる等の不都合を生じる。

【００１２】本発明において用いられるガリウム、イン
ジウムの化合物としては、メトキサイド、エトキサイ
ド、イソプロポキサイド等のアルコキサイド化合物や、
フェノキサイド等のアリロキサイド化合物、フォルメー
ト、アセテート等のカルボキシレート化合物、アセチル
アセトネート化合物、塩化物等の無水ハロゲン化物の中
から使用する原料アルコール或いは他の溶媒に溶解度の
あるものを単独或いは混合して用いることができる。

【００１３】これらの金属或いは金属化合物を反応液相
中に存在させる方法としては、反応液相中に所定濃度を
存在せしめることができる方法であれば特に限定はされ
ないが、固液界面においてより有効に促進効果を発揮さ
せるとの観点より、金属アルミニウム中にガリウム又は
インジウム或いはこれら金属の化合物をあらかじめ混合
分散或いは固溶せしめる等の公知の方法で含有せしめ、
反応時にこれらの金属或いはこれら金属の化合物を液相
中に分散或いは溶出せしめつつ金属アルミニウムとアル
コールを反応させる方法が好適に用いられる。

【００１４】勿論、所望のガリウム、インジウム量は、
金属アルミニウム中からの溶出量と直接液相中に添加す
る量を勘案して、併用してもよい。

【００１５】液相を形成する原料としてのアルコール
は、炭素数が１〜８個、好ましくは１〜４個の一価アル
コールであり、より具体的にはメチルアルコール、エチ
ルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピル
アルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルア
ルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等が挙げられ
る。これらアルコールは一般に炭素鎖が長くなるほど、
金属アルミニウムとの反応性が低下する。

【００１６】原料としての金属アルミニウムは特に限定
されないが、該メタル中に鉄、ケイ素、銅、マグネシウ
ム等の不純物濃度が１００ｐｐｍ以下の純度９９．９９
％以上の高純度のアルミニウムを用いる場合には得られ
たアルミニウムアルコキサイドの精製が不要となるので
好ましい。またメタル形状は、インゴット、ペレット、
箔、線、粉末等いずれの形態でも用いることができる。

【００１７】金属アルミニウムとアルコールの反応に際
し、これら原料の使用量比は回分式或いは連続式等の反
応様式や所望するアルミニウムアルコキサイドの濃度に
より一義的でないが、通常〔アルコール〕／〔金属アル
ミニウム〕のモル比約３以上、好ましくは約４以上とし
て用いることができる。

【００１８】液相を構成する溶媒は原料であるアルコー
ルの他に、金属アルミニウムに対して不活性で、アルコ
ールや生成物質であるアルミニウムアルコキサイドやガ
リウム、インジウム或いはそれら金属の化合物を溶解し
うるベンゼン、トルエン等の溶媒を用いてもよい。

【００１９】金属アルミニウムとアルコールの反応温度
は、反応が進行しさえすれば特に限定されないが、反応
を促進させる観点から、用いる溶媒系の沸騰、還流条件
下での反応が好適である。

【００２０】また、反応開始時に系内に水分が存在する
と、アルミニウムアルコキサイドの生成反応が妨げられ
たり、促進剤として添加するガリウムやインジウム或い
はこれら金属の化合物が加水分解を受ける等の不都合が
生じる為、反応に用いる金属アルミニウムやアルコール
等は脱水を充分行うことが必要である。

【００２１】目的物質であるアルミニウムアルコキサイ
ドをあらかじめ系内に存在せしめ反応を行う場合には、
脱水効果と推測されるが反応促進効果を発揮する。これ
ら添加量は特に制限されないが、液相にたいして１重量
％〜３０重量％、好ましくは３重量％〜２０重量％存在
させればよい。

【００２２】本発明におけるガリウム又はインジウム或
いはこれら金属の化合物のアルミニウムアルコキサイド
生成反応促進機構については明らかではないが、液相中
に存在するガリウムやインジウム或いはこれら金属の化
合物が、ガリウムやインジウムよりイオン的に陽性の強
いアルミニウムの液相への溶出を促進するものと推定さ
れる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した本発明の方法によれば、塩
化第２水銀等の有毒な物質を用いることなく、特定の微
量成分の存在下に金属アルミニウムとアルコールを反応
させるという極めて簡単な方法で、金属アルミニウムと
アルコールの反応速度の著しい向上を可能ならしめたも
のであり、その工業的価値は頗る大なるものである。

【００２４】〔実施例〕以下に本発明を実施例を用いて
更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定さ
れるものではない。尚、本発明において分析は以下の方
法によった。

【００２５】金属アルミニウム中のガリウム、インジウ
ムの分析：１ｐｐｍ以上は発光分光分析法、これ未満の
ものはグロー放電質量分析法により分析した。

【００２６】反応液相中のガリウム、インジウムの分
析：ＩＣＰ発光分光法により分析した。

【００２７】実施例１ 還流冷却器付き２リットルセパラブルフラスコに約７０
ｇのアルミニウムペレット１ケ（大きさ：直径約４５ｍ
ｍ×厚さ１６ｍｍ、純度 ＞９９．９９９％、Ｇａ＜
０．１ｐｐｍ、Ｉｎ＜０．１ｐｐｍ）と１０重量％のア
ルミニウムイソプロポキサイドを溶解含有するイソプロ
ピルアルコール溶液６００ｇ（Ｇａ＜０．０１ｐｐｍ、
Ｉｎ＜０．０１ｐｐｍ）を投入し１時間攪拌後、ガリウ
ムイソポロポキサイドを液相中にガリウム金属換算で３
０ｐｐｍ添加した後昇温し、イソプロピルアルコールの
沸騰還流下（８２℃）で所定時間反応を行った。反応の
進行に伴い水素ガスの発生とアルミニウムの溶解が観察
された。一定時間の反応の後、降温してアルミニウムメ
タルを取り出し、反応前後の重量減少を調べた。その結
果を表１に示す。

【００２８】実施例２〜４、比較例１ 反応液相中へのガリウムイソプロポキサイドの添加量を
表１のように変えた他は実施例１と同様に反応を行っ
た。所定時間後のアルミニウムメタルの重量減少を表１
に示す。

【００２９】実施例５ 実施例１と同様の装置にガリウムを５ｐｐｍ含有する約
７０ｇのアルミニウムペレット１ケ（大きさ：直径約４
５ｍｍ×厚さ１６ｍｍ、Ｇａ５ｐｐｍ、Ｉｎ＜０．１ｐ
ｐｍ）と１０重量％のアルミニウムイソプロポキサイド
を溶解含有するイソプロピルアルコール溶液６００ｇ
（Ｇａ＜０．０１ｐｐｍ、Ｉｎ＜０．０１ｐｐｍ）を投
入し、イソプロピルアルコールの沸騰還流下で所定時間
反応を行った。一定時間の反応の後、降温してアルミニ
ウムメタルを取り出し、反応前後の重量減少を調べた。
又、反応後の液中のガリウム、インジウムの濃度の分析
を行った結果を表１に示す。

【００３０】実施例６〜７ 金属アルミニウム中のガリウム、インジウムの含有量を
表１のように変えた他は実施例５と同様の反応を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３１】実施例８ 反応液相中にガリウムイソプロポキサイドを添加する代
わりにインジウムイソプロポキサイドをインジウム金属
換算で０．５ｐｐｍ添加した他は実施例１と同様に反応
を行った。所定時間後のアルミニウムメタルの重量減少
を表１に示す。

【００３２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門倉 秀公 愛媛県新居浜市惣開町５番１号 住友化学 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属アルミニウムとアルコールとの固液
   反応によりアルミニウムアルコキサイドを製造する方法
   において、ガリウム、インジウム或いはこれら金属の化
   合物の少なくとも１種を液相に対し０．０２〜５０ｐｐ
   ｍ（金属換算）存在せしめ、金属アルミニウムとアルコ
   ールの固液反応を行うことを特徴とするアルミニウムア
   ルコキサイドの製造方法。
2. 【請求項２】 ガリウム、インジウム或いはこれら金属
   の化合物の少なくとも１種をあらかじめ含有せしめた金
   属アルミニウムを用い、金属アルミニウムとアルコール
   の固液反応を行うことを特徴とする請求項１記載のアル
   ミニウムアルコキサイドの製造方法。
3. 【請求項３】 アルコールが炭素数１〜８個の一価アル
   コールであることを特徴とする請求項１記載のアルミニ
   ウムアルコキサイドの製造方法。