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JP5582999B2 - Method for producing aqueous solution containing alumina colloid and aqueous solution containing alumina colloid obtained by the production method - Google Patents
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Method for producing aqueous solution containing alumina colloid and aqueous solution containing alumina colloid obtained by the production method Download PDF

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Description

本発明は、アルミナ水和物等からなるコロイド(以下、アルミナコロイドと云う)及びイオン性アルミニウム化合物を含有したpH5.5〜9のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法、及びその製造方法によって得られた保存安定性に優れたアルミナコロイド含有水溶液に関する。
The present invention was obtained by a method for producing a colloid composed of alumina hydrate or the like (hereinafter referred to as alumina colloid) and an aqueous solution containing alumina colloid having a pH of 5.5 to 9 containing an ionic aluminum compound, and the production method thereof. The present invention relates to an aqueous solution containing alumina colloid having excellent storage stability.

アルミナコロイドが溶液中に分散したゾル(以下、アルミナゾルと云うことがある。)、あるいはアルミニウム塩が溶解した水溶液(以下、アルミナ水溶液と云うことがある。)は、光学材料、電子材料、触媒担体、陶磁器、耐熱バインダーや化粧品、医薬品における軟膏類の配合ベースなど多種多様の材料として幅広く利用されている。   A sol in which an alumina colloid is dispersed in a solution (hereinafter sometimes referred to as an alumina sol) or an aqueous solution in which an aluminum salt is dissolved (hereinafter sometimes referred to as an alumina aqueous solution) is an optical material, an electronic material, or a catalyst carrier. It is widely used as a wide variety of materials such as ceramics, heat-resistant binders, cosmetics, and ointments in pharmaceuticals.

アルミナゾル及びアルミナ水溶液とその製造方法に関しては、従来より種々の技術が開示されている。例えば、酸性のアルミナゾルとしては、擬ベーマイト結晶からなる酸性アルミナゾル(特許文献1)、あるいは、水溶性塩基性アルミニウム塩から得たアルミナゲルを有機酸の存在下に水熱処理してベーマイト態結晶格子を有する酸性アルミナゾルを製造する方法(特許文献2)が挙げられる。また、アルカリ性のアルミナゾルとしては、陰イオン性コロイド状水和アルミナを含むアルカリ性のアルミナゾル(特許文献3)、あるいは、酸性アルミナ水和物ゾルをアルカリの存在下で陰イオン交換体を利用してアルミナ水和物からなるアルカリ性アルミナゾルを製造する方法(特許文献4)が挙げられる。   Various techniques have been disclosed in the past regarding alumina sol and aqueous alumina solutions and methods for producing the same. For example, as an acidic alumina sol, an acidic alumina sol composed of pseudoboehmite crystals (Patent Document 1), or an alumina gel obtained from a water-soluble basic aluminum salt is hydrothermally treated in the presence of an organic acid to form a boehmite crystal lattice. And a method for producing an acidic alumina sol (Patent Document 2). Further, as the alkaline alumina sol, an alkaline alumina sol containing an anionic colloidal hydrated alumina (Patent Document 3) or an acidic alumina hydrate sol using an anion exchanger in the presence of an alkali is used. A method for producing an alkaline alumina sol composed of a hydrate (Patent Document 4) is mentioned.

一方、特許文献5では、アルミン酸アルカリ金属塩の水溶液に有機ヒドロキシル酸の水溶液を滴下で添加して中和することによって、中性領域においても安定なアルミナゾルが得られることを開示している。
また、本願出願人は、正塩よりも当量あたりの酸量が少ない塩基性アルミニウムからなる酸性のアルミナ水溶液の製造方法を開示している(特許文献6、7)。
On the other hand, Patent Document 5 discloses that a stable alumina sol can be obtained even in a neutral region by adding an aqueous solution of an organic hydroxyl acid dropwise to an aqueous solution of an alkali metal aluminate salt.
Further, the applicant of the present application discloses a method for producing an acidic aqueous alumina solution made of basic aluminum having an acid amount per equivalent equivalent to that of a normal salt (Patent Documents 6 and 7).

特開昭59−78925号公報JP 59-78925 A 特開昭53−112299号公報JP 53-112299 A 特開昭59−195527号公報JP 59-195527 A 特開平8−325010号公報JP-A-8-322010 特開昭59−223223号公報JP 59-223223 A 特公昭58−5174号公報Japanese Patent Publication No.58-5174 特公昭59−40381号公報Japanese Patent Publication No.59-40381

しかしながら、酸性のアルミナゾルは陽イオン性のアルミニウム化合物で構成されているため、コロイダルシリカなどの陰イオン性の微粒子と混合すると激しく凝集を起こし、このため用途の限定や使用上の制約があった。また、アルカリ性のアルミナゾルは透明性や経時安定性において必ずしも十分なものであるとは云い難い。さらに、特許文献3記載のアルミナゾルは、pHが10〜14と高く、製法においてもアルミナ三水和物を仮焼して一水和物とし、これをアルカリ性溶液中で混練するものであるから作業者の安全面からも好ましくなく、また特許文献4記載の方法では陰イオン交換体を使用するため、製造に長時間を要し経済的でなかった。
一方、特許文献5記載の中性のアルミナゾルの製造方法では、強アルカリ性のアルミン酸アルカリ金属水溶液を中和するために有機酸を多量に添加する必要があり、経済的ではなかった。
However, since acidic alumina sol is composed of a cationic aluminum compound, when it is mixed with anionic fine particles such as colloidal silica, it agglomerates violently, thus limiting the application and restrictions on use. Moreover, it is difficult to say that alkaline alumina sol is sufficient in terms of transparency and stability over time. Furthermore, the alumina sol described in Patent Document 3 has a high pH of 10 to 14, and in the production method, alumina trihydrate is calcined to form a monohydrate, which is kneaded in an alkaline solution. The method described in Patent Document 4 uses an anion exchanger, which requires a long time for production and is not economical.
On the other hand, in the method for producing a neutral alumina sol described in Patent Document 5, it is necessary to add a large amount of an organic acid in order to neutralize a strong alkaline alkali metal aluminate aqueous solution, which is not economical.

さらに、アルミナゾルおよびアルミナ水溶液に関する技術を開示した多くの文献ではそれらが安定性に優れていることが謳われているが、実際に市販されているアルミナゾル及びアルミナ水溶液は製造後数週間〜数ヶ月程度で沈殿が生じるなど長期保存安定性が十分でないものが多く見られるという現状、及び中性領域のアルミナゾル又はアルミナ水溶液がほとんど見当たらないという現状があった。そこで、中性領域であり、且つ、長期保存安定性に優れたものが強く望まれていた。   In addition, many literatures disclosing technologies related to alumina sol and aqueous alumina solutions are said to be excellent in stability, but commercially available alumina sol and aqueous alumina solutions are about several weeks to several months after production. In many cases, long-term storage stability such as precipitation is observed in many cases, and there is almost no alumina sol or aqueous alumina solution in the neutral region. Therefore, a neutral region and excellent long-term storage stability have been strongly desired.

本発明者らは、上述のような現状に鑑み、有機酸含有量の少ない中性アルミナゾル及びアルミナ水溶液について鋭意検討を重ねた結果、有機酸とアルミニウムの配合量を巧みに設定し、アルカリ剤によって特定のpHに調整することによって、アルミナコロイドとイオン性アルミニウム化合物とを含有した、pH5.5〜9の中性領域を含む長期間の保存安定性に優れたアルミナコロイド含有水溶液が得られることを見出し、係る知見に基づき本発明を完成させるに至ったものである。   In light of the current situation as described above, the present inventors have made extensive studies on neutral alumina sol and aqueous alumina solution with a low organic acid content, and as a result, skillfully set the blending amount of the organic acid and aluminum. By adjusting to a specific pH, an alumina colloid-containing aqueous solution containing an alumina colloid and an ionic aluminum compound and having a long-term storage stability including a neutral region of pH 5.5-9 can be obtained. The present invention has been completed based on the finding and the findings.

即ち、本発明は、有機酸とアルミナ水和物とアルカリ剤とを混合、加熱することを特徴とする、pH5.5〜9のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法に関するものである。但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。
また、本発明は、塩基性有機酸アルミニウム水溶液とアルカリ剤とを混合することを特徴とする、pH5.5〜9のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法に関するものである。但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。
更に、本発明は、上記製造方法によって得られたアルミナコロイド含有水溶液を、さらに70〜200℃で加熱することを特徴とするアルミナコロイド含有水溶液の製造方法に関するものである。
また、本発明は、上記いずれかの製造方法によって製造されたアルミナコロイド含有水溶液に関するものである。
更にまた、本発明は、上記アルミナコロイド含有水溶液を、分画分子量10000の限外ろ過膜でろ過した時の、ろ液中のAlが、ろ過前の水溶液中のAlに対して、5〜50質量%であるアルミナコロイド含有水溶液に関するものである。
That is, the present invention relates to a method for producing an aqueous solution containing alumina colloid having a pH of 5.5 to 9, characterized by mixing and heating an organic acid, alumina hydrate and an alkali agent. However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the alumina colloid containing aqueous solution of pH5.5-9 characterized by mixing basic organic acid aluminum aqueous solution and an alkali agent. However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.
Furthermore, the present invention relates to a method for producing an alumina colloid-containing aqueous solution, wherein the alumina colloid-containing aqueous solution obtained by the above production method is further heated at 70 to 200 ° C.
Moreover, this invention relates to the alumina colloid containing aqueous solution manufactured by one of the said manufacturing methods.
Furthermore, the present invention, the alumina colloid-containing aqueous solution, when filtered through a ultrafiltration membrane with molecular weight cut off 10,000, the Al 2 O 3 in the filtrate, the Al 2 O 3 in the aqueous solution before filtration On the other hand, it relates to an alumina colloid-containing aqueous solution of 5 to 50% by mass.

本発明の製造方法によって得られるアルミナコロイド含有水溶液は、(1)アルミニウムに対する有機酸の含有量がアルミニウムの正塩を構成する有機酸量よりも少ないこと、(2)pHが5.5〜9、即ち弱酸性〜中性〜弱アルカリ性の範囲であること、(3)長期保存安定性に優れること、(4)金属元素として実質的にアルミニウムのみを含むこと、即ち、原料中の不純物に由来する金属元素を除いてアルミニウム以外の金属元素を含まないこと、という特性を兼ね備えているため、様々な用途に広範に利用することができる。特に、中性領域を包含することにより、種々の金属塩やゾルとの混合が可能であり、各種用途において優れた特性を発揮する。さらに、製法が簡便であるという利点を有し、その工業的意義は絶大である。
In the aqueous solution containing alumina colloid obtained by the production method of the present invention, (1) the content of the organic acid relative to aluminum is less than the amount of the organic acid constituting the normal salt of aluminum, and (2) the pH is 5.5-9. That is, it is in the range of weakly acidic to neutral to weakly alkaline, (3) excellent in long-term storage stability, and (4) substantially containing only aluminum as a metal element, that is, derived from impurities in the raw material. Since it has the property of not containing any metal element other than aluminum except for the metal element to be used, it can be widely used for various applications. In particular, by including a neutral region, it can be mixed with various metal salts and sols, and exhibits excellent characteristics in various applications. Furthermore, it has the advantage that the production method is simple, and its industrial significance is tremendous.

以下、本発明のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法について詳細に説明する。
本発明の第一の製法は、有機酸とアルミナ水和物とアルカリ剤とを混合、加熱することを特徴とする、pHが5.5〜9の範囲のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法である。但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。
Hereinafter, the manufacturing method of the alumina colloid containing aqueous solution of this invention is demonstrated in detail.
The first production method of the present invention is a method for producing an aqueous solution containing alumina colloid having a pH in the range of 5.5 to 9, characterized by mixing and heating an organic acid, alumina hydrate, and an alkaline agent. . However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.

ここでA/B値について云えば、A/B値が1.0未満の場合は、未反応のアルミニウム成分が残存するため均一な溶液状態が得られ難くなる。一方、A/B値が2.0を上廻ると、一旦溶液が得られても数日程度の保管で沈殿物発生やゲル化が生じて不安定な溶液となり易く、さらに、イオン性のアルミニウム成分が過剰量に生成するためバインダー性能が低下する傾向がみられる。尚、焼成処理をおこなう用途においては、有機酸の含有量は少ない方が好ましいが、本発明方法により得られるアルミナコロイド含有水溶液はこの点に於いても最適のものと云うことができる。   Here, with regard to the A / B value, when the A / B value is less than 1.0, an unreacted aluminum component remains, making it difficult to obtain a uniform solution state. On the other hand, if the A / B value exceeds 2.0, even if a solution is obtained once, it is likely to be an unstable solution due to the generation of precipitates or gelation after storage for several days. There is a tendency for the binder performance to decrease because the components are produced in excess. In addition, in the use which performs a baking process, the one where content of an organic acid is small is preferable, However, The alumina colloid containing aqueous solution obtained by the method of this invention can be said to be the optimal thing also in this point.

本発明に使用する有機酸としては、オキシカルボン酸が好ましい。オキシカルボン酸としては、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グリコール酸などが好例として挙げられ、このうち1種類だけでもあるいは2種類以上を用いてもよい。
また、アルミナ水和物としては、一般に市販されている水酸化アルミニウムや酸化アルミニウムの水和物、またはアルミニウム塩の中和等によって得られるアルミナ水和物ゲルなどが好適に使用できる。このうち、易溶解性のものが特に好ましい。
アルカリ剤としては、アルカリ金属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)、炭酸塩、重炭酸塩、アンモニア、アンモニウムの水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、アミン類、尿素のいずれでも使用できる。このうち、本発明のアルミナコロイド含有水溶液の用途において、乾燥処理や焼成処理して使用するときは、処理中に除去することができるアンモニア、炭酸水素アンモニウム、尿素、あるいはアミン類を使用することが好ましい。前記アルカリ剤は、1種類だけでもあるいは2種類以上を用いてもよい。アルカリ剤を水溶液として用いる場合の濃度は、アルカリ剤の種類により異なるが、一般的には0.2〜30質量%程度の濃度であることが好ましい。
As the organic acid used in the present invention, oxycarboxylic acid is preferable. Examples of the oxycarboxylic acid include lactic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, glycolic acid and the like. Of these, only one kind or two or more kinds may be used.
As the alumina hydrate, commercially available aluminum hydroxide or aluminum oxide hydrate, or alumina hydrate gel obtained by neutralization of an aluminum salt or the like can be suitably used. Of these, those that are easily soluble are particularly preferred.
Alkali agents include alkali metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.), carbonates, bicarbonates, ammonia, ammonium hydroxides, carbonates, bicarbonates, amines, and urea. But you can use it. Among these, in the use of the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention, when used after drying or baking, it is possible to use ammonia, ammonium hydrogen carbonate, urea, or amines that can be removed during the treatment. preferable. The alkali agent may be used alone or in combination of two or more. The concentration in the case of using the alkaline agent as an aqueous solution varies depending on the type of the alkaline agent, but is generally preferably about 0.2 to 30% by mass.

有機酸とアルミナ水和物とアルカリ剤との混合、加熱方法については、特に制限されるものではなく、例えば、水に溶解させた有機酸とアルミナ水和物の水溶液およびアルカリ剤を混合した溶液を加熱してもよいし、有機酸の水溶液にアルミナ水和物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良い。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。本発明における加熱の目的は、アルミナ水和物の溶解であり、加熱温度は50〜200℃が好ましく、より好ましくは70〜140℃、さらに好ましくは、90〜120℃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が例示できる。   The mixing method of the organic acid, the alumina hydrate and the alkali agent, and the heating method are not particularly limited. For example, a solution in which an organic acid dissolved in water and an aqueous solution of an alumina hydrate and an alkali agent are mixed. Alternatively, after adding alumina hydrate to an organic acid aqueous solution and heating, an alkali agent may be added while maintaining the temperature of the heated state so as not to decrease. 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. The mixing mode may be a normal stirring method, and the mixing time may be set as appropriate. The purpose of heating in the present invention is dissolution of alumina hydrate, and the heating temperature is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 70 to 140 ° C, and still more preferably 90 to 120 ° C. There is no restriction | limiting in particular in a heating method, A normal heating method, an autoclave, etc. can be illustrated.

本発明の第二の製法は、塩基性有機酸アルミニウム水溶液とアルカリ剤とを混合することを特徴とする、pHが5.5〜9の範囲のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法である。但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。 The second production method of the present invention is a method for producing an alumina colloid-containing aqueous solution having a pH in the range of 5.5 to 9, characterized by mixing an aqueous basic organic acid aluminum solution and an alkaline agent. However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.

塩基性有機酸アルミニウム水溶液は、イオン性アルミニウム化合物を含有した水溶液であり、例えば、塩基性乳酸アルミニウム水溶液が挙げられる。これらは、市販の工業薬品を使用してもよいし、公知の製造方法により得られるものを使用してもよい。例えば、市販の工業薬品としては、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(タキセラム(登録商標):多木化学(株)製。pH4〜5、A/B=1.5〜1.6、Al濃度:8〜9質量%)がある。公知の製造方法としては、塩基性乳酸アルミニウムの製造方法を開示した特許文献6(特公昭58−5174号公報)及び特許文献7(特公昭59−40381号公報)が例示できる。これらのうちA/B=1.0〜2.0ものが塩基性塩としての安定性が高いために、本発明に好適に使用できる。尚、最終製品であるアルミナコロイド含有水溶液のA/B値が2.0を上廻る場合は、上記第一の製法で記載したのと同様の現象が起きる。
尚、本発明においては、塩基性有機酸アルミニウム水溶液中に、製造原料に由来する無機酸根、あるいは塩基性有機酸アルミニウム水溶液の安定化のために添加される無機酸根が含有されていても構わない。
アルカリ剤の種類については、上記第一の製法と同様である。また、添加の態様と混合の態様も上記第一の製法と同様である。
尚、第二の製法では、上記A/B値の塩基性有機酸アルミニウム水溶液とアルカリ剤とを混合するだけなので、最終製品であるアルミナコロイド含有水溶液中のA/B値は、原料である塩基性有機酸アルミニウム水溶液のA/B値と同じである。
The basic organic aluminum acid aqueous solution is an aqueous solution containing an ionic aluminum compound, and examples thereof include a basic aluminum lactate aqueous solution. For these, commercially available industrial chemicals may be used, or those obtained by known production methods may be used. For example, as a commercially available industrial chemical, a basic aluminum lactate aqueous solution (Taxelum (registered trademark): manufactured by Taki Chemical Co., Ltd., pH 4-5, A / B = 1.5-1.6, Al 2 O 3 concentration : 8-9 mass%). As known production methods, Patent Document 6 (Japanese Patent Publication No. 58-5174) and Patent Document 7 (Japanese Patent Publication No. 59-40181) disclosing methods for producing basic aluminum lactate can be exemplified. Among these, those having A / B = 1.0 to 2.0 have high stability as basic salts, and therefore can be suitably used in the present invention. In addition, when the A / B value of the alumina colloid-containing aqueous solution, which is the final product, exceeds 2.0, the same phenomenon as described in the first manufacturing method occurs.
In the present invention, the basic organic acid aluminum aqueous solution may contain an inorganic acid radical derived from the production raw material or an inorganic acid group added for stabilization of the basic organic acid aluminum aqueous solution. .
About the kind of alkaline agent, it is the same as that of said 1st manufacturing method. Further, the mode of addition and the mode of mixing are the same as in the first production method.
In the second production method, since the basic organic acid aluminum aqueous solution having the A / B value and the alkaline agent are mixed, the A / B value in the alumina colloid-containing aqueous solution that is the final product is the base that is the raw material. This is the same as the A / B value of the aqueous organic organic acid solution.

次に、上記第一の製法及び第二の製法に共通するA/B値とpHのうち、A/B値については上記の通りであるので、pHについて説明する。上記両製法のいずれにおいても、最終製品であるアルミナコロイド含有水溶液のpHが5.5〜9の範囲となるように上記原料を混合することが肝要である。pHが5.5未満あるいは9を超えると、保存期間の長短に関わらず沈殿物の発生やゲル化が生じ本発明の目的を達成することができない。この範囲にあれば長期保存に十分耐え得るものであるが、当該水溶液の傾向として、経時と共に僅かではあるがpHが低下する傾向を有する。従って、製造直後のpHの範囲は、6.0〜9が好ましく、より好ましくは6.5〜9である。
尚、第一の製法において、混合した溶液のpHは未反応の有機酸およびアルカリ剤が溶液中に存在するために酸性〜中性を示すが、加熱処理によってアルミニウムと有機酸の反応が進行するため、残存するアルカリ剤の影響によりpHが上昇する。従って、第一の製法では、有機酸やアルカリ剤の量は、加熱温度や時間等の加熱条件を考慮して、加熱後のpHが前記範囲内に入るように適宜設定することが望ましい。
Next, among the A / B value and pH common to the first production method and the second production method, since the A / B value is as described above, the pH will be described. In both of the above production methods, it is important to mix the raw materials so that the pH of the alumina colloid-containing aqueous solution, which is the final product, is in the range of 5.5-9. When the pH is less than 5.5 or more than 9, precipitates are generated or gelled regardless of the storage period, and the object of the present invention cannot be achieved. If it is in this range, it can sufficiently withstand long-term storage, but the aqueous solution tends to have a slight pH decrease with time. Therefore, the pH range immediately after the production is preferably 6.0 to 9, more preferably 6.5 to 9.
In the first production method, the pH of the mixed solution is acidic to neutral because unreacted organic acid and alkaline agent are present in the solution, but the reaction between aluminum and organic acid proceeds by heat treatment. Therefore, the pH increases due to the influence of the remaining alkaline agent. Therefore, in the first production method, it is desirable to appropriately set the amounts of the organic acid and the alkali agent so that the pH after heating falls within the above range in consideration of heating conditions such as heating temperature and time.

また、本発明のアルミナコロイド含有水溶液中のAl濃度については、上限は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。Al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%以上であることが好ましい。尚、Al濃度のより好ましい範囲は、3〜15質量%である。 Further, the concentration of Al 2 O 3 alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention, it is preferable upper limit is 20 mass% or less. When it exceeds 20% by mass, the viscosity increases and the handling property tends to deteriorate. The lower limit of the concentration of Al 2 O 3 is not particularly limited, it is preferable from an economical point of view is 1% by mass or more. A more preferred range of concentration of Al 2 O 3 is 3 to 15 mass%.

本発明では、混合する原料がアンモニア等の揮散性のものを除いて系外へ逸失することが実質的になくそのまま最終製品に含有されるので、原料の配合割合は最終製品であるアルミナコロイド含有水溶液中の設計値に合わせて適宜設定すればよい。尚、第二の製法において、Alとして1〜10質量%程度の市販の塩基性有機酸アルミニウム水溶液を用いるときは、そのままあるいは希釈したものを原料として用いることができる。 In the present invention, since the raw material to be mixed is contained in the final product as it is without being lost outside the system except for volatile substances such as ammonia, the mixing ratio of the raw material contains the alumina colloid that is the final product. What is necessary is just to set suitably according to the design value in aqueous solution. In addition, in the second production method, when a commercially available basic organic acid aluminum acid aqueous solution of about 1 to 10% by mass is used as Al 2 O 3 , it can be used as a raw material as it is or diluted.

このような製造方法で得られる本発明のアルミナコロイド含有水溶液は、外観的にも透明度が高く、とりわけコーティング剤として利用できる。また、適度な量の有機酸を分散剤として含むことから、酸〜アルカリ性溶液との混合性に優れる他、有機酸を焼成により除去して用いる用途には特に有用である。
また、本発明のアルミナコロイド含有水溶液は、常温保存は勿論、50℃保存においても6ヶ月以上外観及び粘度にほとんど変化が見られず、長期保存安定性に優れている。
The alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention obtained by such a production method is highly transparent in appearance, and can be used particularly as a coating agent. In addition, since it contains an appropriate amount of an organic acid as a dispersant, it is excellent in miscibility with an acid-alkaline solution and is particularly useful for applications in which an organic acid is removed by firing.
In addition, the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention is excellent in long-term storage stability with little change in appearance and viscosity for 6 months or more even at room temperature storage as well as storage at room temperature.

また、本発明のアルミナコロイド含有水溶液をコーティング剤として使用し、比較的強力な加熱乾燥時において被膜のクラックを防止したい場合、あるいは触媒、光学材料等として使用し、その性能を更に高めたい場合は、当該水溶液中のアルミナコロイドを更に粒成長させることによりその目的を達成することができる。即ち、当該水溶液を加熱することによってその目的を達成することができる。尚、ここで云うところの加熱は、第一の製法におけるアルミナ水和物の溶解を目的とした加熱とは異なり、本発明方法により製造されたアルミナコロイド含有水溶液の再加熱のことである。加熱温度は所望する粒子の大きさにより適宜設定すればよいが、温度範囲としては70〜200℃が好ましい。加熱時間も同様に所望する粒子の大きさにより適宜設定すればよい。一般的に、加熱温度が高い程粒成長は速く、加熱時間が長い程粒は大きくなる。加熱方法は特に限定されることなく、通常の加熱方法やオートクレーブ等を用いればよい。尚、加熱によってpHが低下するので、加熱する場合は、加熱後のpHが5.5〜9の範囲内となるように加熱前のpH値を設定することが望ましい。   Also, when using the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention as a coating agent to prevent cracking of the film during relatively strong heat drying, or when using it as a catalyst, optical material, etc., to further improve its performance The object can be achieved by further grain growth of the alumina colloid in the aqueous solution. That is, the purpose can be achieved by heating the aqueous solution. The heating referred to here is different from the heating for dissolving the alumina hydrate in the first production method, and is the reheating of the aqueous solution containing the alumina colloid produced by the method of the present invention. The heating temperature may be appropriately set depending on the desired particle size, but the temperature range is preferably 70 to 200 ° C. Similarly, the heating time may be appropriately set depending on the desired particle size. In general, the higher the heating temperature, the faster the grain growth, and the longer the heating time, the larger the grains. A heating method is not particularly limited, and a normal heating method, an autoclave, or the like may be used. In addition, since pH falls by heating, when heating, it is desirable to set pH value before a heating so that pH after a heating may be in the range of 5.5-9.

本発明のアルミナコロイド含有水溶液中のイオン性アルミニウム化合物とアルミナコロイドの混合割合については特に限定されることはないが、該水溶液を分画分子量10000の限外ろ過膜でろ過した時に、ろ液中のAlが、ろ過前の水溶液中のAlに対して、5〜50質量%となることが望ましい態様の1つである。このとき、イオン性アルミニウム化合物とアルミナコロイドがAlとして5:95〜50:50の質量比で存在するとみなすこともできる。 The mixing ratio of the ionic aluminum compound and the alumina colloid in the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention is not particularly limited, but when the aqueous solution is filtered through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 10,000, of Al 2 O 3 is, with respect to Al 2 O 3 in an aqueous solution before filtration, which is one of it is desirable embodiments to be 5 to 50 mass%. At this time, it can also be considered that the ionic aluminum compound and the alumina colloid exist as Al 2 O 3 in a mass ratio of 5:95 to 50:50.

ところで、本発明のアルミナコロイド含有水溶液と上記第二の製法の原料である塩基性有機酸アルミニウム水溶液とを比べると、本発明のアルミナコロイド含有水溶液が、上記第二の製法の原料である塩基性有機酸アルミニウム水溶液とアルカリ剤との中和反応によってアルミナコロイドとイオン性アルミニウム化合物の両方を含む水溶液が得られるのに対し、該塩基性有機酸アルミニウム水溶液では大半がイオン性のアルミニウム化合物として溶液中に存在している。このことは、例えば、分画分子量10000の限外ろ過膜を用いてろ過したときのろ過漏れ率(ろ過前の水溶液中のAlに対するろ液中のAlの質量%)によって説明することができる。即ち、塩基性有機酸アルミニウム水溶液は、有機酸の種類や有機酸とアルミニウムの存在比によってろ過漏れ率は異なるが、例えば、塩基性乳酸アルミニウム水溶液のA/B値が1.0の場合のろ過漏れ率が55質量%、1.6の場合のろ過漏れ率が65質量%であるのに対して、本発明のアルミナコロイド含有水溶液は5〜50質量%であるという違いがある。また、本発明のアルミナコロイド含有水溶液と該塩基性有機酸アルミニウム水溶液について、100℃で乾燥させた乾燥物の粉末X線回折分析の結果では、前者が擬ベーマイトの結晶形を示すのに対し、後者では不定形(アモルファス状)を示すという違いがある。このような両者の違いが生じる理由については、本発明では該塩基性有機酸アルミニウム水溶液のpHを上げることによってイオン性アルミニウム化合物の一部が析出してコロイドとして分散するが、イオン性アルミニウム化合物とアルミナコロイドの存在割合が巧みな平衡状態を生み出すことがその原因であると推定される。 By the way, when the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention is compared with the basic organic acid aluminum aluminum solution that is the raw material of the second production method, the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention is the basic material that is the raw material of the second production method. Whereas an aqueous solution containing both an alumina colloid and an ionic aluminum compound is obtained by a neutralization reaction between an organic acid aluminum aqueous solution and an alkaline agent, the basic organic acid aluminum aqueous solution is mostly in the solution as an ionic aluminum compound. Exists. This is due to, for example, the filtration leakage rate (mass% of Al 2 O 3 in the filtrate with respect to Al 2 O 3 in the aqueous solution before filtration) when filtering using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut off of 10,000. Can be explained. That is, the basic organic acid aluminum aqueous solution has different filtration leakage rates depending on the type of organic acid and the abundance ratio of the organic acid and aluminum. For example, the filtration is performed when the basic aluminum lactate aqueous solution has an A / B value of 1.0. There is a difference that the leakage rate is 55% by mass and the filtration leakage rate in the case of 1.6 is 65% by mass, whereas the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention is 5 to 50% by mass. Moreover, in the result of the powder X-ray diffraction analysis of the dried product dried at 100 ° C. for the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention and the basic organic acid aluminum solution, the former shows a pseudo-boehmite crystal form. The latter is different in that it shows an irregular shape (amorphous). The reason why such a difference occurs is that, in the present invention, by raising the pH of the aqueous solution of the basic organic acid aluminum, a part of the ionic aluminum compound is precipitated and dispersed as a colloid. It is presumed that this is due to the fact that the abundance of the colloidal alumina produces a skillful equilibrium.

本発明のアルミナコロイド含有水溶液は優れた安定性を有するので、限外ろ過または加熱等によって濃縮して利用したり、水などで希釈して利用することもできる。但し、限外ろ過では上記のようにすべてのアルミニウム成分を回収できないことから加熱濃縮が好ましい。加熱等によって濃縮するときは、濃縮後の水溶液中のAl濃度は、安定性やハンドリング性等の点から20質量%以下であることが好ましい。
Since the alumina colloid-containing aqueous solution of the present invention has excellent stability, it can be used by being concentrated by ultrafiltration or heating, or can be diluted with water or the like. However, since ultrafiltration cannot recover all the aluminum components as described above, heat concentration is preferred. When concentrating by heating or the like, the concentration of Al 2 O 3 in the aqueous solution after concentration is preferably 20% by mass or less from the viewpoint of stability and handling properties.

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。尚、実施例において%は、特に断らない限り全て質量%を示す。
実施例に用いた原料は、試薬あるいは工業薬品として入手できるものを用いた。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.
The raw materials used in the examples were those available as reagents or industrial chemicals.

〈分析〉
(1)Al2O3濃度は、旧JIS K-5407-8に準じてアルミナコロイド含有水溶液を1000℃/5hで焼成した後の焼成残分により算出した。また鉄濃度は、酸化鉄濃度から計算により求めた。
(2)結晶構造は、水溶液を100℃で乾燥させたものをX線回折装置XRD-7000(島津製作所(株)製)で測定して解析した。
(3)電気伝導度は、電気伝導度計CM-14S(TOA ELECTRON Ltd.製)を用いて測定した。
(4)粘度は、水溶液の温度を25℃にした後、E型粘度計で測定した。
(5)透過率は、水溶液をAl2O3として7.5質量%に調整したものを側色差計 ND-300A(日本電飾工業(株)製)で測定した。但し、水溶液中のAl2O3が7.5質量%未満のものは原液のまま測定した。
(6)平均粒子径は、動的光散乱色粒度分布測定装置LB-500(堀場製作所(株)製)を用いて測定した。
<analysis>
(1) The Al 2 O 3 concentration was calculated from the firing residue after firing the alumina colloid-containing aqueous solution at 1000 ° C./5 h in accordance with the old JIS K-5407-8. The iron concentration was calculated from the iron oxide concentration.
(2) The crystal structure was analyzed by measuring an aqueous solution dried at 100 ° C. with an X-ray diffractometer XRD-7000 (manufactured by Shimadzu Corporation).
(3) The electric conductivity was measured using an electric conductivity meter CM-14S (manufactured by TOA ELECTRON Ltd.).
(4) The viscosity was measured with an E-type viscometer after setting the temperature of the aqueous solution to 25 ° C.
(5) transmittance, and the aqueous solution was measured which was adjusted to 7.5 wt% as Al 2 O 3 on the side colorimeter ND-300A (manufactured by Nippon electric decoration Kogyo Co.). However, when the Al 2 O 3 content in the aqueous solution was less than 7.5% by mass, the measurement was performed with the stock solution.
(6) The average particle size was measured using a dynamic light scattering color particle size distribution analyzer LB-500 (manufactured by Horiba, Ltd.).

〈保存安定性試験〉
試料を50mL容サンプル瓶に封入した後50℃恒温槽で6ヶ月間保存し、保存前及び保存後のpH、EC、粘度、透過率の測定、及び目視による観察によって長期保存安定性を評価した。
〈ろ過漏れ率〉
ろ過漏れ率は、分画分子量10000の限外ろ過膜(ADVANTEC製 ウルトラフィルターユニット USY-1)でろ過した時の、ろ過前のアルミニウム成分の質量に対するろ液中のアルミニウム成分の質量の百分率により算出した。
〈A/B値〉
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としたときのA/Bを、A/B値とする。
<Storage stability test>
The sample was sealed in a 50 mL sample bottle and stored in a 50 ° C. constant temperature bath for 6 months, and the long-term storage stability was evaluated by measuring pH, EC, viscosity, and transmittance before and after storage, and visual observation. .
<Filtration leakage rate>
Filtration leakage rate is calculated by the percentage of the mass of the aluminum component in the filtrate with respect to the mass of the aluminum component before filtration when filtered through an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut off of 10,000 (ADVANTEC ultra filter unit USY-1). did.
<A/B value>
The product of the number of moles of organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid is A, and A / B when the number of moles of Al 2 O 3 is B is the A / B value.

〔実施例1〕
水酸化アルミニウムにイオン交換水を加えてAl2O3として10%のスラリーを得た。このスラリー100質量部に対し88%乳酸12質量部と20%アンモニア水10質量部を添加した(この時のpH6.8)。これを100℃で3h加熱を行い、Al2O3濃度が8.2%、pH8.5のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.2であり、平均粒子径は11nmであった。製造直後、及び50℃/6ヶ月保存後の分析値を表1に示した。保存後に若干pHの低下が認められたものの、ゲル化や沈殿物発生は認められず、安定性を保持していた。また、この水溶液をエバポレーターを用いて、Al2O3濃度を15%まで濃縮したものは、6ヶ月の保存安定性試験後も安定状態を維持していた。尚、濃縮直後の水溶液の乾燥物の粉末X線回折が擬ベーマイトの回折パターンを示したことより、得られた水溶液にはアルミナコロイドが含有されていることが確認できた。
[Example 1]
Ion exchange water was added to aluminum hydroxide to obtain a 10% slurry as Al 2 O 3 . To 100 parts by mass of the slurry, 12 parts by mass of 88% lactic acid and 10 parts by mass of 20% aqueous ammonia were added (pH 6.8 at this time). This was heated at 100 ° C. for 3 hours to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having an Al 2 O 3 concentration of 8.2% and a pH of 8.5. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.2 and an average particle size of 11 nm. The analytical values immediately after production and after storage at 50 ° C./6 months are shown in Table 1. Although a slight decrease in pH was observed after storage, gelation and precipitation were not observed, and the stability was maintained. Further, the aqueous solution obtained by concentrating the Al 2 O 3 concentration to 15% using an evaporator maintained a stable state even after a storage stability test for 6 months. The powder X-ray diffraction of the dried product of the aqueous solution immediately after concentration showed a pseudoboehmite diffraction pattern, confirming that the resulting aqueous solution contained alumina colloid.

〔実施例2〕
水酸化アルミニウムにイオン交換水を加えてAl2O3として10%のスラリーを得た。このスラリー100質量部に対し88%乳酸12質量部と10%水酸化ナトリウム水溶液27質量部を添加した(この時のpH3.7)。これを100℃で3h加熱を行い、Al2O3濃度が7.2%、pH7.3のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.2であり、平均粒子径は11nmであった。製造直後、及び50℃/6ヶ月保存後の分析値を表1に示した。保存後に、ゲル化や沈殿物発生は認められず、安定性を保持していた。尚、この水溶液をイオン交換水でAl2O3濃度を1%まで希釈した水溶液は、6ヶ月の保存安定性試験後も安定状態を維持していた。希釈直後の水溶液の乾燥物の粉末X線回折が擬ベーマイトの回折パターンを示したことより、得られた水溶液にはアルミナコロイドが含有されていることが確認できた。
[Example 2]
Ion exchange water was added to aluminum hydroxide to obtain a 10% slurry as Al 2 O 3 . To 100 parts by mass of the slurry, 12 parts by mass of 88% lactic acid and 27 parts by mass of 10% aqueous sodium hydroxide solution were added (pH 3.7 at this time). This was heated at 100 ° C. for 3 hours to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having an Al 2 O 3 concentration of 7.2% and a pH of 7.3. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.2 and an average particle size of 11 nm. The analytical values immediately after production and after storage at 50 ° C./6 months are shown in Table 1. After storage, gelation and precipitate generation were not observed, and stability was maintained. An aqueous solution obtained by diluting this aqueous solution with ion-exchanged water to an Al 2 O 3 concentration of 1% remained stable even after a 6-month storage stability test. The powder X-ray diffraction of the dried product of the aqueous solution immediately after dilution showed a pseudoboehmite diffraction pattern, confirming that the aqueous solution obtained contained alumina colloid.

〔実施例3〕
硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として10%)に炭酸水素アンモニウム水溶液(NH3として5%)をpHが8.0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%のアルミナ水和物ゲルを得た。このゲル100質量部に対し88%乳酸10質量部を反応させて、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(Al2O3濃度=9.1%、乳酸/Al2O3のモル比=1.0、pH5.7)を作製した。この塩基性乳酸アルミニウム水溶液100質量部に対し20%アンモニア水2質量部を撹拌下で徐々に添加して、pH6.7のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.0であり、Al2O3濃度は8.9%、平均粒子径6nmであった。この溶液を100、120、140℃で各3時間の水熱処理を行ったところ、平均粒子径がそれぞれ8、15、31nmであったことより、アルミナコロイドの粒子成長が確認された。水熱処理前の水溶液の製造直後、及び50℃/6ヶ月保存後の分析値を表1に示した。保存後に、ゲル化や沈殿物発生は認められず、安定性を保持していた。尚、製造直後のこの水溶液の乾燥物の粉末X線回折が擬ベーマイトの回折パターンを示したことより、得られた水溶液にはアルミナコロイドが含有されていることが確認できた。
Example 3
After slowly reacting an aqueous solution of aluminum sulfate (10% as Al 2 O 3 ) with an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate (5% as NH 3 ) until the pH reaches 8.0, it was converted to 10 as Al 2 O 3 by ultra-cleaning. % Alumina hydrate gel was obtained. By reacting 10 parts by mass of 88% lactic acid with 100 parts by mass of this gel, a basic aluminum lactate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration = 9.1%, lactic acid / Al 2 O 3 molar ratio = 1.0, pH 5.7) Produced. To 100 parts by mass of this basic aluminum lactate aqueous solution, 2 parts by mass of 20% aqueous ammonia was gradually added with stirring to obtain an aqueous solution containing alumina colloid having a pH of 6.7. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.0, an Al 2 O 3 concentration of 8.9%, and an average particle diameter of 6 nm. When this solution was hydrothermally treated at 100, 120, and 140 ° C. for 3 hours, the average particle size was 8, 15, and 31 nm, respectively, confirming the growth of alumina colloid particles. The analysis values immediately after the production of the aqueous solution before hydrothermal treatment and after storage at 50 ° C./6 months are shown in Table 1. After storage, gelation and precipitate generation were not observed, and stability was maintained. The powder X-ray diffraction of the dried product of this aqueous solution immediately after production showed a pseudoboehmite diffraction pattern, confirming that the obtained aqueous solution contained alumina colloid.

〔実施例4〕
硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として10%)に炭酸水素アンモニウム水溶液(NH3として5%)をpHが8.0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%のアルミナ水和物ゲルを得た。このゲル100質量部に対し88%乳酸16質量部を反応させて、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(Al2O3濃度=8.6%、乳酸/Al2O3のモル比=1.6、pH4.5)を作製した。この塩基性乳酸アルミニウム水溶液100質量部に20%アンモニア水7質量部を撹拌下で徐々に添加した後これを140℃で3h加熱を行い、pH7.8のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.6であり、Al2O3濃度は8.0%、平均粒子径33nmであった。得られた水溶液の製造直後、及び50℃/6ヶ月保存後の分析値を表1に示した。保存後に、ゲル化や沈殿物発生は認められず、安定性を保持していた。尚、製造直後のこの水溶液の乾燥物の粉末X線回折が擬ベーマイトの回折パターンを示したことより、得られた水溶液にはアルミナコロイドが含有されていることが確認できた。
Example 4
After slowly reacting an aqueous solution of aluminum sulfate (10% as Al 2 O 3 ) with an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate (5% as NH 3 ) until the pH reaches 8.0, it was converted to 10 as Al 2 O 3 by ultra-cleaning. % Alumina hydrate gel was obtained. A basic aluminum lactate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration = 8.6%, lactic acid / Al 2 O 3 molar ratio = 1.6, pH 4.5) is reacted with 100 parts by mass of the gel and 88% lactic acid. Produced. After gradually adding 7 parts by mass of 20% aqueous ammonia to 100 parts by mass of this basic aluminum lactate aqueous solution with stirring, it was heated at 140 ° C. for 3 hours to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having a pH of 7.8. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.6, an Al 2 O 3 concentration of 8.0%, and an average particle diameter of 33 nm. Table 1 shows analytical values immediately after production of the obtained aqueous solution and after storage at 50 ° C for 6 months. After storage, gelation and precipitate generation were not observed, and stability was maintained. The powder X-ray diffraction of the dried product of this aqueous solution immediately after production showed a pseudoboehmite diffraction pattern, confirming that the obtained aqueous solution contained alumina colloid.

〔実施例5〕
水酸化アルミニウムにイオン交換水を加えてAl2O3として20%のスラリーを得た。このスラリー100質量部に対し20%リンゴ酸125質量部と20%アンモニア水21質量部を添加した(この時のpH4.6)。これを140℃で3h加熱を行い、Al2O3濃度が8.1%、pH8.1のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.9であり、平均粒子径は9nmであった。得られた水溶液の製造直後、及び50℃/6ヶ月保存後の分析値を表1に示した。保存後に、ゲル化や沈殿物発生は認められず、安定性を保持していた。尚、製造直後のこの水溶液の乾燥物の粉末X線回折が擬ベーマイトの回折パターンを示したことより、得られた水溶液にはアルミナコロイドが含有されていることが確認できた。
Example 5
Ion exchange water was added to aluminum hydroxide to obtain a 20% slurry as Al 2 O 3 . To 100 parts by mass of the slurry, 125 parts by mass of 20% malic acid and 21 parts by mass of 20% aqueous ammonia were added (pH 4.6 at this time). This was heated at 140 ° C. for 3 hours to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having an Al 2 O 3 concentration of 8.1% and a pH of 8.1. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.9 and an average particle size of 9 nm. Table 1 shows analytical values immediately after production of the obtained aqueous solution and after storage at 50 ° C for 6 months. After storage, gelation and precipitate generation were not observed, and stability was maintained. The powder X-ray diffraction of the dried product of this aqueous solution immediately after production showed a pseudoboehmite diffraction pattern, confirming that the obtained aqueous solution contained alumina colloid.

〔比較例1〕
硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として10%)に炭酸水素アンモニウム水溶液(NH3として5%)をpHが8.0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%のアルミナ水和物ゲルを得た。このゲル100質量部に対し88%乳酸15質量部を反応させて、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(Al2O3濃度=8.7%、乳酸/Al2O3のモル比=1.5、pH4.6)を作製した。この塩基性乳酸アルミニウム水溶液100質量部に対し2%アンモニア水15質量部を撹拌下で徐々に添加して、pH5.2のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.5であり、Al2O3濃度は7.6%であった。しかし、得られた水溶液は、50℃/1ヶ月保存後には沈殿物の発生が認められた。
[Comparative Example 1]
After slowly reacting an aqueous solution of aluminum sulfate (10% as Al 2 O 3 ) with an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate (5% as NH 3 ) until the pH reaches 8.0, it was converted to 10 as Al 2 O 3 by ultra-cleaning. % Alumina hydrate gel was obtained. By reacting 15 parts by mass of 88% lactic acid with 100 parts by mass of this gel, a basic aluminum lactate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration = 8.7%, lactic acid / Al 2 O 3 molar ratio = 1.5, pH 4.6) Produced. To 100 parts by mass of this basic aluminum lactate aqueous solution, 15 parts by mass of 2% aqueous ammonia was gradually added with stirring to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having a pH of 5.2. The obtained aqueous solution had an A / B value of 1.5 and an Al 2 O 3 concentration of 7.6%. However, in the obtained aqueous solution, generation of precipitate was observed after storage at 50 ° C./1 month.

〔比較例2〕
硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として10%)に炭酸水素アンモニウム水溶液(NH3として5%)をpHが8.0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%のアルミナ水和物ゲルを得た。このゲル100質量部に対し88%乳酸15質量部を反応させて、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(Al2O3濃度=8.7%、乳酸/Al2O3のモル比=1.5、pH4.6)を作製した。この塩基性乳酸アルミニウム水溶液100質量部に対し24%水酸化ナトリウム水溶液17質量部を撹拌下で徐々に添加して、pH10.5のアルミナコロイド含有水溶液を得た。得られた水溶液のA/B値は1.5であり、Al2O3濃度は7.4%であった。しかし、得られた水溶液は、50℃/1ヶ月保存後にはゲル化していた。
[Comparative Example 2]
After slowly reacting an aqueous solution of aluminum sulfate (10% as Al 2 O 3 ) with an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate (5% as NH 3 ) until the pH reaches 8.0, it was converted to 10 as Al 2 O 3 by ultra-cleaning. % Alumina hydrate gel was obtained. By reacting 15 parts by mass of 88% lactic acid with 100 parts by mass of this gel, a basic aluminum lactate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration = 8.7%, lactic acid / Al 2 O 3 molar ratio = 1.5, pH 4.6) Produced. To 100 parts by mass of this basic aluminum lactate aqueous solution, 17 parts by mass of a 24% sodium hydroxide aqueous solution was gradually added with stirring to obtain an alumina colloid-containing aqueous solution having a pH of 10.5. The A / B value of the obtained aqueous solution was 1.5, and the Al 2 O 3 concentration was 7.4%. However, the obtained aqueous solution was gelled after storage at 50 ° C./1 month.

〔比較例3〕
水酸化アルミニウムにイオン交換水を加えてAl2O3として10%のスラリーを得た。このスラリー100質量部に対し88%乳酸5質量部と10%アンモニア水5質量部を添加して(このときのpH4.7、A/B値は0.5)、100℃で3h加熱したところ、水溶液中には水酸化アルミニウムの未溶解物が認められ、収率良くアルミナコロイド含有水溶液が得られなかった。
[Comparative Example 3]
Ion exchange water was added to aluminum hydroxide to obtain a 10% slurry as Al 2 O 3 . When 5 parts by weight of 88% lactic acid and 5 parts by weight of 10% ammonia water were added to 100 parts by weight of this slurry (pH 4.7 at this time, A / B value was 0.5) and heated at 100 ° C. for 3 hours, An undissolved aluminum hydroxide was observed in the inside, and an alumina colloid-containing aqueous solution was not obtained with a good yield.

〔比較例4〕
特開昭59−223223号公報(実施例4)に従い、アルミン酸カリウム水溶液(Al2O3=8.0%、K2O/Al2O3モル比1.63)100質量部に対し、ホモミキサーの撹拌下に、20%乳酸水溶液130質量部を徐々に滴下しながら添加して、pH8.0の水溶液を得た。この水溶液のA/B値は3.7であり、Al2O3濃度は3.5%であった。この水溶液を50℃で保存したところ経時的に粘度上昇が認められた。
[Comparative Example 4]
According to JP 59-223223 (Example 4), 100 parts by mass of an aqueous potassium aluminate solution (Al 2 O 3 = 8.0%, K 2 O / Al 2 O 3 molar ratio 1.63) was stirred with a homomixer. Below, 130 parts by mass of a 20% aqueous lactic acid solution was gradually added dropwise to obtain an aqueous solution having a pH of 8.0. The A / B value of this aqueous solution was 3.7, and the Al 2 O 3 concentration was 3.5%. When this aqueous solution was stored at 50 ° C., an increase in viscosity was observed over time.

〔比較例5〕
市販の塩基性塩化アルミニウム(多木化学(株)製「タンホワイト」 Al2O3濃度=23%、Cl=12%、pH2.5。有機酸を含まない。Cl/Al2O3(モル比)=1.5である。)をAl2O3として10%に希釈した。この希釈したもの100質量部に対し20%アンモニア水を4質量部添加したところ、添加直後から白濁が生じた。添加終了後、静置数分後には反応容器底部に沈殿物の発生が認められ、アルミナコロイド含有水溶液が得られなかった。
[Comparative Example 5]
Commercially available basic aluminum chloride ("Tan White" manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. Al 2 O 3 concentration = 23%, Cl = 12%, pH 2.5. Does not contain organic acids. Cl / Al 2 O 3 (mol Ratio) = 1.5.) Was diluted to 10% as Al 2 O 3 . When 4 parts by mass of 20% aqueous ammonia was added to 100 parts by mass of this diluted product, white turbidity occurred immediately after the addition. After completion of the addition, a few minutes after standing, generation of precipitates was observed at the bottom of the reaction vessel, and an alumina colloid-containing aqueous solution was not obtained.

〔参考例〕
実施例4と同様に、硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として10%)に炭酸水素アンモニウム水溶液(NH3として5%)をpHが8.0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%のアルミナ水和物ゲルを得た。このゲル100質量部に対し88%乳酸16質量部を反応させて、塩基性乳酸アルミニウム水溶液(Al2O3濃度=8.6%、乳酸/Al2O3のモル比=1.6、pH4.5、EC1.5mS/cm、粘度3.4mPa・s、透過率99%)を作製した。この水溶液の乾燥物の粉末X線回折分析よりアモルファスであることが確認できた。また、この水溶液を限外ろ過膜でろ過した際のろ過漏れ率は65質量%であった。さらに、ろ過前の塩基性アルミニウム水溶液を50℃で保存したところ、2週間程度で反応容器底部に沈殿物の発生が認められた。

[Reference example]
In the same manner as in Example 4, an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution (5% as NH 3 ) was slowly added to an aluminum sulfate aqueous solution (10% as Al 2 O 3 ) until the pH reached 8.0, and then subjected to ultracleaning. Thereby obtaining 10% alumina hydrate gel as Al 2 O 3 . 16 parts by mass of 88% lactic acid is reacted with 100 parts by mass of this gel, and a basic aluminum lactate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration = 8.6%, lactic acid / Al 2 O 3 molar ratio = 1.6, pH 4.5, EC1 0.5 mS / cm, viscosity 3.4 mPa · s, transmittance 99%). From the powder X-ray diffraction analysis of the dried product of this aqueous solution, it was confirmed to be amorphous. Moreover, the filtration leakage rate when this aqueous solution was filtered with an ultrafiltration membrane was 65 mass%. Further, when the basic aluminum aqueous solution before filtration was stored at 50 ° C., generation of precipitates was observed at the bottom of the reaction vessel in about 2 weeks.

Figure 0005582999
Figure 0005582999

Claims (5)

有機酸とアルミナ水和物とアルカリ剤とを混合、加熱することを特徴とする、pH5.5〜9のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法。
但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。
A method for producing an aqueous solution containing alumina colloid having a pH of 5.5 to 9, wherein an organic acid, an alumina hydrate and an alkali agent are mixed and heated.
However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.
塩基性有機酸アルミニウム水溶液とアルカリ剤とを混合することを特徴とする、pH5.5〜9のアルミナコロイド含有水溶液の製造方法。
但し、前記アルミナコロイド含有水溶液中の、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(A)と、Alのモル数(B)が、A/B=1.0〜2.0の範囲である。
A method for producing an aqueous solution containing alumina colloid having a pH of 5.5 to 9, comprising mixing an aqueous aluminum salt of a basic organic acid and an alkaline agent.
However, the product (A) of the number of moles of the organic acid and the number of carboxyl groups in the organic acid and the number of moles (B) of Al 2 O 3 in the aqueous solution containing alumina colloid is A / B = 1.0. It is in the range of ~ 2.0.
請求項1または2記載の製造方法によって得られたアルミナコロイド含有水溶液を、さらに70〜200℃で加熱することを特徴とするアルミナコロイド含有水溶液の製造方法。 A method for producing an alumina colloid-containing aqueous solution, wherein the alumina colloid-containing aqueous solution obtained by the production method according to claim 1 or 2 is further heated at 70 to 200 ° C. 請求項1〜3のいずれか1項記載の製造方法によって製造されたアルミナコロイド含有水溶液。 Alumina colloid-containing aqueous solution produced by the production method according to claim 1. 請求項4記載のアルミナコロイド含有水溶液を、分画分子量10000の限外ろ過膜でろ過した時の、ろ液中のAlが、ろ過前の水溶液中のAlに対して、5〜50質量%であるアルミナコロイド含有水溶液。 Alumina colloid-containing aqueous solution according to claim 4, when filtered through a ultrafiltration membrane with molecular weight cut off 10,000, the Al 2 O 3 in the filtrate, relative to Al 2 O 3 in the aqueous solution before filtration, Alumina colloid-containing aqueous solution of 5 to 50% by mass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5733758B2 (en) * 2011-12-27 2015-06-10 多木化学株式会社 Binding method of inorganic material
JP6052780B2 (en) * 2013-01-11 2016-12-27 日揮触媒化成株式会社 Method for producing alumina hydrate fine particle powder and alumina hydrate fine particle powder
JP6249547B2 (en) * 2013-04-18 2017-12-20 多木化学株式会社 Silica-aluminum-containing colloidal aqueous solution
JP6253178B2 (en) * 2013-05-23 2017-12-27 多木化学株式会社 Method for producing alumina dispersion
US10640390B2 (en) 2016-12-12 2020-05-05 Taki Chemical Co., Ltd. Alumina powder
JP7308650B2 (en) * 2019-04-12 2023-07-14 多木化学株式会社 Large particle size alumina dispersion
JP7745067B1 (en) * 2024-11-19 2025-09-26 多木化学株式会社 High pH silica-aluminum containing colloidal aqueous solution

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5213799B2 (en) * 1974-01-28 1977-04-16
JPS5213800B2 (en) * 1974-05-21 1977-04-16
JP3573628B2 (en) * 1998-10-06 2004-10-06 タイホー工業株式会社 Alumina dispersant and alumina dispersion
US20070078190A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Distefano Frank V Use of 2,3-dihydroxynaphthalene-6-sulfonic acid salts as dispersants
DE102006007888A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Degussa Gmbh Aqueous alumina dispersion for use in melamine resin formulation for making cured product e.g. laminate for furniture or flooring contains highly disperse alumina surface modified with amino- and/or hydroxy-substituted organophosphonic acid
JP5133532B2 (en) * 2006-07-31 2013-01-30 川研ファインケミカル株式会社 Method for producing alumina organic solvent dispersion

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