JP6646864B2 - Method for producing plate-like alumina particles - Google Patents
Method for producing plate-like alumina particles Download PDFInfo
- Publication number
- JP6646864B2 JP6646864B2 JP2015111422A JP2015111422A JP6646864B2 JP 6646864 B2 JP6646864 B2 JP 6646864B2 JP 2015111422 A JP2015111422 A JP 2015111422A JP 2015111422 A JP2015111422 A JP 2015111422A JP 6646864 B2 JP6646864 B2 JP 6646864B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molybdenum
- compound
- plate
- alumina particles
- alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
本発明は、高アスペクト比と板状の形状を有し、粒子内にモリブデンを含む板状アルミナ粒子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to plate-like alumina particles having a high aspect ratio and a plate-like shape and containing molybdenum in the particles, and a method for producing the same.
無機フィラーであるアルミナ粒子は、様々な用途で利用されている。特に、板状のアルミナ粒子は、熱伝導性フィラー、高輝度顔料、化粧料、研磨材、導電性粉体基材、樹脂フィルムの滑剤など幅広い領域で利用されており、特に凝集性が低く、高い分散を有する高アスペクト比の板状アルミナ粒子が求められている。 Alumina particles, which are inorganic fillers, are used for various purposes. In particular, plate-like alumina particles are used in a wide range of thermal conductive fillers, high-brightness pigments, cosmetics, abrasives, conductive powder base materials, resin film lubricants, and particularly have low cohesiveness, There is a need for high aspect ratio plate-like alumina particles having high dispersion.
板状アルミナ粒子の製造方法としては、従来より各種の方法が知られている。例えば、特許文献1には、原料の仮焼工程で弗化アルミニウム等の鉱化剤を添加する方法が知られている。又、水熱合成法によるアルミナ粒子の製造方法としては、例えば特許文献2に記載のものが知られている。しかしながら、これらの方法は粒子径の制御、特に高アスペクト比の板状アルミナの製造が困難である。また、得られた板状アルミナ粒子が複数枚重なり合ったり、双晶が生じてしまったりなど、凝集の問題がある。 Various methods are conventionally known as a method for producing plate-like alumina particles. For example, Patent Literature 1 discloses a method of adding a mineralizer such as aluminum fluoride in a calcining step of a raw material. As a method for producing alumina particles by a hydrothermal synthesis method, for example, a method described in Patent Document 2 is known. However, it is difficult for these methods to control the particle size, particularly to produce plate-like alumina having a high aspect ratio. In addition, there is a problem of agglomeration such that a plurality of the obtained plate-like alumina particles overlap or twins are formed.
サイズ、形状などが制御された板状アルミナ粒子の製造については、近年、種々の報告がある。例えば、特許文献3には、リン酸イオンを形状制御剤として用いて、350℃以上、圧力50〜200気圧の水熱条件化で、直径0.2〜15μm、アスペクト比15〜50の板状アルミナ粒子の製造方法が開示されている。このようなアスペクト比は化粧料や高輝度顔料など応用に対して、十分な機能が得られない場合があり、また水熱法は高温、高圧また特殊な装置が必要、製造コスト高いという問題点がある。 In recent years, there have been various reports on the production of plate-like alumina particles having a controlled size and shape. For example, Patent Literature 3 discloses a plate-like member having a diameter of 0.2 to 15 μm and an aspect ratio of 15 to 50 under a hydrothermal condition of 350 ° C. or more and a pressure of 50 to 200 atm using phosphate ions as a shape controlling agent. A method for producing alumina particles is disclosed. Such an aspect ratio may not provide sufficient functions for applications such as cosmetics and high-brightness pigments, and the hydrothermal method requires high temperatures, high pressures, special equipment, and high manufacturing costs. There is.
特許文献4には、酸化亜鉛を結晶制御剤として用い、高温融剤である硫酸塩の存在下で1000℃以上の温度で焼成することで、厚みが0.1〜0.5μm、平均粒子径が15〜25μm、アスペクト比50〜250の酸化亜鉛を含む板状α−アルミナ粒子が報告されている。得られた板状アルミナ粒子が高いアスペクトを示すことで、真珠光沢顔料として優れた特性を有する。しかしながら、この方法で得られる板状アルミナが凝集する傾向にあり、例えば、焼成後、融剤である硫酸塩を除去した後に、0.5%硫酸溶液中60℃の温度で48時間の攪拌で凝集を分散させることが必要である。また、大量の硫酸塩を融剤として使用、焼成後に焼成物を焼成容器から固体粉体として容易に取り出すことができなく、工業化が困難である問題がある。 Patent Document 4 discloses that zinc oxide is used as a crystal controlling agent and calcined at a temperature of 1000 ° C. or more in the presence of a sulfate as a high-temperature flux to have a thickness of 0.1 to 0.5 μm and an average particle diameter of Has a thickness of 15 to 25 [mu] m and an aspect ratio of 50 to 250. Since the obtained plate-like alumina particles have a high aspect, they have excellent properties as a pearlescent pigment. However, the plate-like alumina obtained by this method tends to agglomerate. For example, after sintering, the sulfate as a flux is removed, and then stirred in a 0.5% sulfuric acid solution at a temperature of 60 ° C. for 48 hours. It is necessary to disperse the agglomeration. In addition, there is a problem that a large amount of sulfate is used as a flux, and a fired product cannot be easily taken out as a solid powder from a firing container after firing, which makes industrialization difficult.
本発明は凝集性が低く、高い分散性を有する高アスペクト比の板状アルミナ粒子およびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a plate-like alumina particle having a low agglomeration property and a high aspect ratio having a high dispersibility and a method for producing the same.
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、モリブデン化合物と形状制御剤の存在下、アルミニウム化合物を焼成することで、粒子形状が多角の板状であり、厚みが0.01〜5μmであり、平均粒子径が0.1〜500μmであり、厚みに対する粒子径の比率であるアスペクト比が2〜500であり、粒子内にモリブデンを含む板状アルミナ粒子が得られることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound and a shape controlling agent, the particle shape is a polygonal plate shape, and the thickness is reduced. 0.01 to 5 μm, the average particle diameter is 0.1 to 500 μm, the aspect ratio which is the ratio of the particle diameter to the thickness is 2 to 500, and plate-like alumina particles containing molybdenum in the particles are obtained. This led to the completion of the present invention.
即ち、本発明はシリコンあるいはシリコン原子を含む化合物またはナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物を形状制御剤として用い、フラックス剤であるモリブデン化合物の存在下でアルミニウム化合物を焼成する工程を有することを特徴とする板状アルミナ粒子を提供するものである。 That is, the present invention is characterized in that it has a step of firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound which is a fluxing agent using silicon or a compound containing a silicon atom or sodium or a compound containing a sodium atom as a shape controlling agent. It is intended to provide plate-like alumina particles.
また本発明は、前記アルミニウム化合物と前記モリブデン化合物が反応しモリブデン酸アルミニウムを形成する工程と、該モリブデン酸アルミニウムが分解し板状アルミナ粒子を得る工程とを有する板状アルミナ粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention also provides a method for producing plate-like alumina particles, comprising: a step of reacting the aluminum compound and the molybdenum compound to form aluminum molybdate; and a step of decomposing the aluminum molybdate to obtain plate-like alumina particles. Is what you do.
また本発明は、前記アルミニウム化合物中のアルミニウム原子と、前記モリブデン化合物中のモリブデン原子のモル比が、モリブデン/アルミニウム=0.01〜3.0の範囲である板状アルミナ粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention also provides a method for producing plate-like alumina particles, wherein the molar ratio of the aluminum atom in the aluminum compound to the molybdenum atom in the molybdenum compound is in the range of molybdenum / aluminum = 0.01 to 3.0. Is what you do.
本発明によれば、高い分散性と高アスペクト比を有する粒子内にモリブデンを含む板状アルミナ粒子を得ることができる。この板状アルミナ粒子を熱伝導性フィラー、高輝度顔料、化粧料、研磨剤、導電性粉体基材、樹脂フィルムの滑剤として用いたときに最大限に効果を発揮することができる。 According to the present invention, plate-like alumina particles containing molybdenum in particles having high dispersibility and a high aspect ratio can be obtained. When the plate-like alumina particles are used as a thermally conductive filler, a high-brightness pigment, a cosmetic, an abrasive, a conductive powder base material, or a lubricant for a resin film, the effect can be maximized.
前駆体として用いるアルミニウム化合物と、モリブデン化合物と、形状制御剤との配合比、形状制御剤の種類や添加方式などを調節することで、得られる板状アルミナ粒子の平均粒子径、厚み、アスペクト比などを制御することができ、特にアスペクト比の高い板状アルミナ粒子を得ることができる。さらに、モリブデン化合物をフラックス剤として用いることで、得られる板状アルミナ粒子は、粒子内にモリブデンを含むアルミナであり、自形を持つ、優れた分散性を有する。 By adjusting the compounding ratio of the aluminum compound, the molybdenum compound, and the shape control agent used as the precursor, and the type and addition method of the shape control agent, the average particle diameter, thickness, and aspect ratio of the obtained plate-like alumina particles And the like can be controlled, and plate-like alumina particles having a particularly high aspect ratio can be obtained. Further, by using a molybdenum compound as a fluxing agent, the obtained plate-like alumina particles are alumina containing molybdenum in the particles, and have excellent self-shape and excellent dispersibility.
また、本発明の製造方法は、固体粉末同士を焼成するだけでの簡便な工程であり、溶剤や廃液の排出、高価な設備、複雑のプロセス、後処理などがなく、環境負荷を伴わない簡便な製造方法である。 In addition, the production method of the present invention is a simple step of simply baking solid powders together, and does not involve the discharge of solvents and waste liquids, expensive equipment, complicated processes, post-treatments, etc., and does not involve an environmental burden. Manufacturing method.
また、通常のアルミナは、ゼータ電位における等電点が中性であり、分散性に課題がある。しかし、本発明で得られる板状アルミナは、モリブデンを含むことで通常のアルミナに比べてゼータ電位の等電点が酸性側にシフトしているため、分散性に優れる。 In addition, ordinary alumina has a neutral isoelectric point at the zeta potential, and has a problem in dispersibility. However, the plate-like alumina obtained in the present invention is excellent in dispersibility because the isoelectric point of the zeta potential is shifted to the acidic side as compared with normal alumina by containing molybdenum.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
<板状アルミナ粒子>
本形態に係る板状アルミナ粒子は、粒子内にモリブデンを含み、かつ、多角の板状である。また、本発明の効果を損なわない限り、原料または形状制御剤などからの不純物を含んでもよい。なお、板状アルミナ粒子はさらに有機化合物等を含んでいてもよい。
<Plate alumina particles>
The plate-like alumina particles according to this embodiment include molybdenum in the particles and have a polygonal plate shape. Further, as long as the effects of the present invention are not impaired, impurities from a raw material or a shape controlling agent may be included. The plate-like alumina particles may further contain an organic compound or the like.
本発明でいう「板状」は平均粒子径を厚みで除したアスペクト比が2以上であることを指す。なお、本明細書において、「板状アルミナ粒子の厚み」は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定された値を採用するものとする。また、「板状アルミナ粒子の粒子径」は、板の輪郭線上の2点間の距離のうち、最大の長さと最小の長さとの算数平均値を意味し、その値は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定された値を採用するものとする。「平均粒子径」の値は、任意の100個の板状アルミナ粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡(SEM)により得られたイメージから測定、算出された値を意味する。 “Plate shape” in the present invention indicates that the aspect ratio obtained by dividing the average particle diameter by the thickness is 2 or more. In the present specification, a value measured using a scanning electron microscope (SEM) is adopted as the “thickness of plate-like alumina particles”. Further, “particle diameter of plate-like alumina particles” means an arithmetic mean value of a maximum length and a minimum length of a distance between two points on a contour line of the plate, and the value is a scanning electron microscope ( (SEM) shall be used. The value of the “average particle diameter” means a value obtained by measuring the particle diameter of arbitrary 100 plate-like alumina particles from an image obtained by a scanning electron microscope (SEM).
板状アルミナ粒子は、厚みが0.01〜5μm、平均粒子径が0.1〜500μm、厚みに対する粒子径の比率であるアスペクト比が2〜500であることが好ましい。板状アルミナ粒子のアスペクト比が2以上であると、2次元の配合特性を有しうることから好ましく、板状アルミナ粒子のアスペクト比が500以下であると、機械的強度に優れるからである。より好ましくは、厚みが0.03〜3μm、平均粒子径が0.5〜100μm、厚みに対する粒子径の比率であるアスペクト比が10〜300である。アスペクト比が10〜300であると、顔料とした際に高輝度となるため、好ましい。 The plate-like alumina particles preferably have a thickness of 0.01 to 5 μm, an average particle diameter of 0.1 to 500 μm, and an aspect ratio, which is a ratio of the particle diameter to the thickness, of 2 to 500. It is preferable that the aspect ratio of the plate-like alumina particles is 2 or more, since the plate-like alumina particles can have two-dimensional compounding characteristics. If the aspect ratio of the plate-like alumina particles is 500 or less, the mechanical strength is excellent. More preferably, the thickness is 0.03 to 3 μm, the average particle diameter is 0.5 to 100 μm, and the aspect ratio, which is the ratio of the particle diameter to the thickness, is 10 to 300. An aspect ratio of from 10 to 300 is preferable because the resulting pigment has high brightness.
本発明の板状アルミナ粒子における、その厚み、平均粒子径、アスペクト比等は、モリブデン化合物と、アルミニウム化合物と、形状制御剤との使用割合、形状制御剤の種類、形状制御剤とアルミニウム化合物との存在状態を選択することにより、制御することができる。 In the plate-like alumina particles of the present invention, the thickness thereof, the average particle diameter, the aspect ratio, and the like, the molybdenum compound, the aluminum compound, and the use ratio of the shape control agent, the type of the shape control agent, the shape control agent and the aluminum compound Can be controlled by selecting the existence state of
本発明に係る板状アルミナ粒子は、粒子内にモリブデンを含有してさえいれば、どの様な製造方法に基づいて得たものであっても良いが、よりアスペクト比が高く、より分散性に優れ、より生産性に優れる点で、モリブデン化合物と形状制御剤の存在下でアルミニウム化合物を焼成する事により得ることが好ましい。すなわち、本発明に係る板状アルミナ粒子は、モリブデン化合物がアルミニウム化合物と高温で反応し、モリブデン酸アルミニウムを形成した後、このモリブデン酸アルミニウムが、さらに、より高温でアルミナと酸化モリブデンに分解する際に、モリブデン化合物を板状アルミナ粒子内に取り込む事で、より容易に得られる。酸化モリブデンが昇華し、回収して、再利用することもできる。以下、この製造方法をフラックス法という。このフラックス法については、後に詳記する。 The plate-like alumina particles according to the present invention may be obtained based on any production method as long as molybdenum is contained in the particles, but the aspect ratio is higher and the dispersibility is higher. It is preferable to obtain by firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound and a shape controlling agent, from the viewpoint of excellent and more excellent productivity. That is, in the plate-like alumina particles according to the present invention, when the molybdenum compound reacts with the aluminum compound at a high temperature to form aluminum molybdate, the aluminum molybdate further decomposes to alumina and molybdenum oxide at a higher temperature. In addition, the molybdenum compound is more easily obtained by incorporating it into the plate-like alumina particles. Molybdenum oxide can be sublimated, recovered, and reused. Hereinafter, this manufacturing method is referred to as a flux method. This flux method will be described later in detail.
形状制御剤は板状結晶成長に重要な役割を果たす。一般的に行なわれる酸化モリブデンフラックス法では酸化モリブデンがアルミナのα結晶の[113]面に選択的に吸着し、結晶成分は[113]面に供給されにくくなり、[001]面の出現を完全に抑制できるとするものであることから、六角両錘型をベースした多面体粒子を形成する。本発明は形状制御剤を用いて、フラックス剤である酸化モリブデンが[113]面に選択的な吸着を抑制することで、[001]面の発達した熱力学的に最も安定的な稠密六方格子の結晶構造を有する板状形態を形成することができる。モリブデン化合物をフラックス剤として用いることで、α結晶化率が高い、中でもα結晶化率が90%以上の、モリブデンを含む板状アルミナ粒子をより容易に形成できる。 The shape controlling agent plays an important role in plate crystal growth. In the molybdenum oxide flux method generally performed, molybdenum oxide is selectively adsorbed on the [113] plane of the α crystal of alumina, and the crystal component is hardly supplied to the [113] plane. Therefore, polyhedral particles based on a hexagonal double pyramid are formed. The present invention uses a shape controlling agent to suppress the selective adsorption of molybdenum oxide, which is a flux agent, on the [113] plane. Can be formed. By using a molybdenum compound as a fluxing agent, plate-like alumina particles containing molybdenum and having a high α crystallization ratio, particularly having an α crystallization ratio of 90% or more, can be formed more easily.
前記板状アルミナ粒子は、モリブデンを活用することにより、アルミナは高いα結晶率を有し、自形を持つことから、優れた分散性と機械強度、高熱伝導性を実現することができる。 By utilizing molybdenum, the plate-like alumina particles can have excellent dispersibility, mechanical strength, and high thermal conductivity because alumina has a high α crystallinity and has an automorphic shape.
また、本発明の板状アルミナ粒子にモリブデンを含むことから、通常のアルミナに比べてゼータ電位の等電点が酸性側にシフトしているため、分散性に優れる。また、板状アルミナ粒子に含まれたモリブデンの特性を利用して、酸化反応触媒、光学材料の用途に適用することが可能となりうる。 Further, since the plate-like alumina particles of the present invention contain molybdenum, the isoelectric point of the zeta potential is shifted to the acidic side as compared with ordinary alumina, so that the dispersibility is excellent. In addition, it may be possible to use the properties of molybdenum contained in the plate-like alumina particles for applications of oxidation reaction catalysts and optical materials.
[アルミナ]
本発明に係る「アルミナ」は酸化アルミニウムであり、粒子内にモリブデンを含めれば特に制限されず、例えば、γ、δ、θ、κ、δ等の各種の結晶形の遷移アルミナであっても、または遷移アルミナ中にアルミナ水和物を含んでであっても良いが、より機械的な強度または熱伝導性に優れる点で、基本的にα結晶形であることが好ましい。
[alumina]
`` Alumina '' according to the present invention is aluminum oxide, is not particularly limited as long as molybdenum is included in the particles, for example, γ, δ, θ, κ, even transition alumina of various crystal forms such as δ, Alternatively, alumina hydrate may be contained in the transition alumina, but it is basically preferable to be in the α-crystal form in view of more excellent mechanical strength or thermal conductivity.
[モリブデン]
モリブデンは触媒機能、光学的機能を有する。また、モリブデンを活用することにより、後述するように製造方法において、高アスペクト比と優れた分散性を有する板状アルミナ粒子を製造することができる。
[molybdenum]
Molybdenum has a catalytic function and an optical function. Further, by utilizing molybdenum, plate-like alumina particles having a high aspect ratio and excellent dispersibility can be produced in a production method as described later.
当該モリブデンとしては、特に制限されないが、モリブデン金属の他、酸化モリブデンや一部が還元されたモリブデン化合物等が含まれる。 The molybdenum is not particularly limited, but includes molybdenum metal, molybdenum oxide, a partially reduced molybdenum compound, and the like, in addition to molybdenum metal.
モリブデンの含有形態は、特に制限されず、板状アルミナ粒子の表面に付着する形態で含まれていても、アルミナの結晶構造のアルミニウムの一部に置換された形態で含まれていてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。 The form in which molybdenum is contained is not particularly limited, and may be contained in a form that adheres to the surface of the plate-like alumina particles, or may be contained in a form that is partially substituted with aluminum in the alumina crystal structure. Or a combination of these.
本発明の板状アルミナ粒子中のモリブデンの含有量は、三酸化モリブデン換算で、好ましくは、10質量%以下であり、焼成温度、焼成時間、モリブデン化合物の昇華速度を調整する事で、より好ましくは、0.001〜8質量%であり、さらに好ましくは、0.01〜5質量%以下である。モリブデンの含有量が10質量%以下であると、アルミナのα単結晶品質を向上させることから好ましい。 The content of molybdenum in the plate-like alumina particles of the present invention is preferably 10% by mass or less in terms of molybdenum trioxide, and more preferably by adjusting the firing temperature, the firing time, and the sublimation rate of the molybdenum compound. Is 0.001 to 8% by mass, and more preferably 0.01 to 5% by mass or less. When the content of molybdenum is 10% by mass or less, it is preferable because the quality of the α single crystal of alumina is improved.
[有機化合物]
一実施形態において、板状アルミナ粒子は有機化合物を含んでいてもよい。当該有機化合物は、板状アルミナ粒子の表面に存在し、板状アルミナ粒子の表面物性を調節する機能を有する。例えば、表面に有機化合物を含んだ板状アルミナ粒子は樹脂との親和性を向上することから、フィラーとして板状アルミナ粒子の機能を最大限に発現することができる。
[Organic compound]
In one embodiment, the plate-like alumina particles may include an organic compound. The organic compound exists on the surface of the plate-like alumina particles and has a function of adjusting the surface properties of the plate-like alumina particles. For example, plate-like alumina particles containing an organic compound on the surface improve affinity with a resin, so that the function of the plate-like alumina particles as a filler can be maximized.
有機化合物としては、特に制限されないが、有機シラン、ホスホン酸、およびポリマーが挙げられる。 Organic compounds include, but are not limited to, organic silanes, phosphonic acids, and polymers.
前記有機シランとしては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアルキル基の炭素数が1〜22までのアルキルトリメトキシシランまたはアルキルトリクロロシラン類、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシラン類、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリメトキシシラン、p−クロロメチルフェニルトリエトキシシラン類等が挙げられる。 Examples of the organic silane include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, and iso-propyltrimethoxysilane. Alkyltrimethoxysilane or alkyltrichlorosilanes having an alkyl group of 1 to 22 carbon atoms, such as ethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, trideca Fluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilanes, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-chloromethylphenyltrimethoxysilane, p-chloromethylphenyl Triethoxy silanes and the like.
前記ホスホン酸としては、例えばメチルホスホン酸、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、ペンチルホスホン酸、ヘキシルホスホン酸、ヘプチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、2_エチルヘキシルホスホン酸、シクロヘキシルメチルホスホン酸、シクロヘキシルエチルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸が挙げられる。 As the phosphonic acid, for example, methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, butylphosphonic acid, pentylphosphonic acid, hexylphosphonic acid, heptylphosphonic acid, octylphosphonic acid, decylphosphonic acid, dodecylphosphonic acid, octadecylphosphonic acid, 2_ethylhexylphosphonic acid, cyclohexylmethylphosphonic acid, cyclohexylethylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, phenylphosphonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid.
前記ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリレート類を好適に用いることができる。具体的には、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリベンジル(メタ)アクリレート、ポリシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリt−ブチル(メタ)アクリレート、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、ポリペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート等であり、また、汎用のポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル酢酸エステル、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート等ポリマーを挙げることができる。 As the polymer, for example, poly (meth) acrylates can be suitably used. Specifically, polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, polybutyl (meth) acrylate, polybenzyl (meth) acrylate, polycyclohexyl (meth) acrylate, polyt-butyl (meth) acrylate, polyglycidyl (meth) Acrylate and polypentafluoropropyl (meth) acrylate; and polymers such as general-purpose polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, epoxy resin, polyester, polyimide, and polycarbonate.
なお、上記有機化合物は、単独で含まれていても、2種以上を含んでいてもよい。 The organic compound may be contained alone or in combination of two or more.
有機化合物の含有形態としては、特に制限されず、アルミナと共有結合により連結されていてもよいし、アルミナを被覆していてもよい。 The content form of the organic compound is not particularly limited, and may be connected to alumina by a covalent bond, or may be coated with alumina.
有機化合物の含有率は、板状アルミナ粒子の質量に対して、20質量%以下であることが好ましく、10〜0.01質量%であることがさらに好ましい。有機化合物の含有率が20質量%以下であると、板状アルミナ粒子由来の物性発現が容易にできることから好ましい。 The content of the organic compound is preferably 20% by mass or less, more preferably 10 to 0.01% by mass, based on the mass of the plate-like alumina particles. When the content of the organic compound is 20% by mass or less, it is preferable because physical properties derived from the plate-like alumina particles can be easily obtained.
<板状アルミナ粒子の製造方法>
板状アルミナ粒子の製造方法は、特に制限されず、公知の技術が適宜適用されうるが、相対的に低温で高α結晶化率を有するアルミナを好適に制御することができる観点から、好ましくはモリブデン化合物を利用したフラックス法での製造方法が適用されうる。
<Method for producing plate-like alumina particles>
The method for producing the plate-like alumina particles is not particularly limited, and a known technique can be appropriately applied.However, from the viewpoint of suitably controlling alumina having a high α crystallization ratio at a relatively low temperature, preferably A production method by a flux method using a molybdenum compound can be applied.
より詳細には、板状アルミナ粒子の好ましい製造方法は、モリブデン化合物および形状制御剤の存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程を含む。 More specifically, a preferred method for producing plate-like alumina particles includes a step of firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound and a shape controlling agent.
[焼成工程]
焼成工程は、モリブデン化合物および形状制御剤の存在下で、アルミニウム化合物を焼成する工程である。
[Firing step]
The firing step is a step of firing the aluminum compound in the presence of the molybdenum compound and the shape controlling agent.
(アルミニウム化合物)
本発明におけるアルミニウム化合物は、本発明の板状アルミナ粒子の原料であり、熱処理によりアルミナになるものであれば特に限定されず、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩基性酢酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、擬ベーマイト、遷移アルミナ(γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナなど)、α−アルミナ、二種以上の結晶相を有する混合アルミナなどが使用でき、これら前駆体としてのアルミニウム化合物の形状、粒子径、比表面積等の物理形態については、特に限定されるものではない。
(Aluminum compound)
The aluminum compound in the present invention is a raw material of the plate-like alumina particles of the present invention, and is not particularly limited as long as it becomes alumina by heat treatment. For example, aluminum chloride, aluminum sulfate, basic aluminum acetate, aluminum hydroxide, Boehmite, pseudo-boehmite, transition alumina (γ-alumina, δ-alumina, θ-alumina, etc.), α-alumina, mixed alumina having two or more crystal phases can be used, and the shape of the aluminum compound as a precursor thereof can be used. The physical form such as particle size, specific surface area and the like is not particularly limited.
下で詳記するフラックス法によれば、本発明の板状アルミナ粒子の形状には、原料のアルミニウム化合物の形状は、殆ど反映されることはないため、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどのいずれであっても好適に用いることができる。 According to the flux method described in detail below, since the shape of the raw material aluminum compound is hardly reflected in the shape of the plate-like alumina particles of the present invention, for example, there is a spherical shape, an amorphous shape, and an aspect. Any structure (wire, fiber, ribbon, tube, etc.), sheet, etc. can be suitably used.
同様に、アルミニウム化合物の粒子径は、下で詳記するフラックス法によれば、本発明の板状アルミナ粒子に、殆ど反映されないため、数nmから数百μmまでのアルミニウム化合物の固体を好適に用いることができる。 Similarly, since the particle diameter of the aluminum compound is hardly reflected on the plate-like alumina particles of the present invention according to the flux method described in detail below, the solid of the aluminum compound from several nm to several hundred μm is preferably used. Can be used.
アルミニウム化合物の比表面積も特に限定されるものではない。モリブデン化合物が効果的に作用するため、比表面積が大きい方が好ましいが、焼成条件やモリブデン化合物の使用量を調整する事で、いずれの比表面積のものでも原料として使用することができる。 The specific surface area of the aluminum compound is not particularly limited. Since the molybdenum compound works effectively, it is preferable that the specific surface area is large. However, any material having any specific surface area can be used as a raw material by adjusting the firing conditions and the amount of the molybdenum compound used.
また、アルミニウム化合物は、アルミニウム化合物のみからなるものであっても、アルミニウム化合物と有機化合物との複合体であってもよい。例えば、有機シランを用いて、アルミニウム化合物を修飾して得られる有機/無機複合体、ポリマーを吸着したアルミニウム化合物複合体などであっても好適に用いることができる。これらの複合体を用いる場合、有機化合物の含有率としては、特に制限はないが、板状アルミナ粒子を効率的に製造できる観点より、当該含有率は60質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。 Further, the aluminum compound may be composed of only the aluminum compound or a composite of the aluminum compound and the organic compound. For example, an organic / inorganic composite obtained by modifying an aluminum compound with an organic silane, an aluminum compound composite on which a polymer is adsorbed, or the like can be suitably used. When these composites are used, the content of the organic compound is not particularly limited, but from the viewpoint of efficiently producing plate-like alumina particles, the content is preferably 60% by mass or less, and 30% by mass or less. It is more preferable that the content is not more than mass%.
(形状制御剤)
本発明の板状アルミナ粒子を形成するために、形状制御剤を用いることが必須である。形状制御剤はモリブデン化合物の存在下でアルミナ化合物を焼成によるアルミナの板状結晶成長に重要な役割を果たす。
(Shape control agent)
In order to form the plate-like alumina particles of the present invention, it is essential to use a shape controlling agent. The shape controlling agent plays an important role in plate growth of alumina by firing the alumina compound in the presence of the molybdenum compound.
形状制御剤の存在状態は、アルミニウム化合物との接触ができれば、特に制限されない。例えば、形状制御剤とアルミニウム化合物と物理混合物、形状制御剤がアルミニウム化合物の表面または内部に均一または局在に存在した複合体などが好適に用いることができる。 The state of the shape controlling agent is not particularly limited as long as it can contact the aluminum compound. For example, a physical mixture of a shape controlling agent and an aluminum compound, a complex in which the shape controlling agent is uniformly or locally present on or inside the aluminum compound, and the like can be suitably used.
また、形状制御剤がアルミニウム化合物に添加しても良いが、アルミニウム化合物中に不純物として含んでも良い。 Further, the shape controlling agent may be added to the aluminum compound, but may be contained as an impurity in the aluminum compound.
形状制御剤の種類については、モリブデン化合物の存在下高温焼成中酸化モリブデンがα−アルミナの[113]面に選択的な吸着を抑制し、板状形態を形成することが出来れば、特に制限されない。よりアスペクト比が高く、より分散性に優れ、より生産性に優れる点で、モリブデン化合物とアルミニウム化合物を除く金属化合物を用いることが好ましい、シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物またはナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物を用いることがより好ましい。 The type of the shape controlling agent is not particularly limited as long as molybdenum oxide can suppress selective adsorption to the [113] plane of α-alumina and form a plate-like form during high-temperature firing in the presence of a molybdenum compound. . It is preferable to use a metal compound other than a molybdenum compound and an aluminum compound in terms of higher aspect ratio, more excellent dispersibility, and more excellent productivity, silicon or a compound containing a silicon atom or a compound containing sodium or a sodium atom. It is more preferable to use
シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物としては、特に制限されず、公知のものが使用されうる。シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物の具体例としては、金属シリコン、有機シラン、シリコン樹脂、シリカ微粒子、シリカゲル、メソポーラスシリカ、SiC、ムライト等の人工合成シリコン化合物;バイオシリカ等の天然シリコン化合物等が挙げられる。これらのうち、アルミニウム化合物との複合、混合がより均一的に形成できる観点から、有機シラン、シリコン樹脂、シリカ微粒子を用いることが好ましい。なお、シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The silicon or the compound containing a silicon atom is not particularly limited, and a known compound can be used. Specific examples of silicon or a compound containing a silicon atom include metal silicon, organic silane, silicon resin, silica fine particles, silica gel, mesoporous silica, SiC, mullite, etc .; artificial silicon compounds, such as biosilica. Can be Among these, it is preferable to use an organic silane, a silicon resin, and silica fine particles from the viewpoint of more uniformly forming and mixing with an aluminum compound. Note that silicon or a compound containing a silicon atom may be used alone or in combination of two or more.
シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物の形状は、特に制限されず、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどを好適に用いることができる。 The shape of silicon or a compound containing a silicon atom is not particularly limited, and for example, a sphere, an amorphous, a structure having an aspect (a wire, a fiber, a ribbon, a tube, or the like), a sheet, or the like can be preferably used.
シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物の使用量は特に制限されないが、アルミニウム化合物中のアルミニウム金属1モルに対して、0.0001〜1モルであることが好ましく、0.001〜0.5モルであることがより好ましい。シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有する板状アルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。 The amount of silicon or a compound containing a silicon atom is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 1 mol, more preferably 0.001 to 0.5 mol, per 1 mol of aluminum metal in the aluminum compound. Is more preferable. It is preferable that the amount of silicon or a compound containing a silicon atom be in the above range because plate-like alumina particles having a high aspect ratio and excellent dispersibility can be easily obtained.
ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物としては、特に制限されず、公知のものが使用されうる。ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物の具体例としては、炭酸ナトリウム、モリブデンナトリウム、酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、金属ナトリウム等が挙げられる。これらのうち、工業的に容易入手と取扱いし易さの観点から炭酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを用いることが好ましい。なお、ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The sodium or a compound containing a sodium atom is not particularly limited, and a known compound can be used. Specific examples of sodium or a compound containing a sodium atom include sodium carbonate, sodium molybdenum, sodium oxide, sodium sulfate, sodium hydroxide, sodium nitrate, sodium chloride, and metallic sodium. Of these, sodium carbonate, sodium molybdate, sodium oxide, and sodium sulfate are preferably used from the viewpoint of industrial availability and ease of handling. Note that sodium or a compound containing a sodium atom may be used alone or in combination of two or more.
ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物の形状は、特に制限されず、例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体(ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど)、シートなどを好適に用いることができる。 The shape of sodium or the compound containing a sodium atom is not particularly limited, and for example, spherical, amorphous, aspect-like structures (wires, fibers, ribbons, tubes, and the like), sheets, and the like can be suitably used.
ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物の使用量は特に制限されないが、アルミニウム化合物中のアルミニウム金属1モルに対して、0.0001〜2モルであることが好ましく、0.001〜1モルであることがより好ましい。ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有する板状アルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。 The amount of sodium or the compound containing a sodium atom is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 2 mol, and more preferably 0.001 to 1 mol, per 1 mol of aluminum metal in the aluminum compound. More preferred. When the amount of sodium or the compound containing a sodium atom is in the above range, plate-like alumina particles having a high aspect ratio and excellent dispersibility are easily obtained, which is preferable.
(モリブデン化合物)
モリブデン化合物は、後述するように、相対的に低温においてアルミナのα結晶成長にフラックス機能をする。
モリブデン化合物としては、特に制限されないが、酸化モリブデン、モリブデン金属が酸素との結合からなる酸根アニオン(MoOx n-)を含有する化合物が挙げられる。
(Molybdenum compound)
As will be described later, the molybdenum compound has a flux function for α-crystal growth of alumina at a relatively low temperature.
The molybdenum compound is not particularly limited, molybdenum oxide, a compound containing molybdenum metal acid radical anions consisting of binding with oxygen (MoO x n-) and the like.
前記酸根アニオン(MoOx n-)を含有する化合物としては、特に制限されないが、モリブデン酸、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸リチウム、H3PMo12O40、H3SiMo12O40、NH4Mo7O12、二硫化モリブデン等が挙げられる。 The compound containing the acid radical anion (MoO x n-), is not particularly limited, molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, lithium molybdate, H 3 PMo 12 O 40, H 3 SiMo 12 O 40, NH 4 Mo 7 O 12 , molybdenum disulfide and the like can be mentioned.
モリブデン化合物にナトリウムまたはシリコンを含むことも可能であり、その場合、該ナトリウムまたはシリコンを含むモリブデン化合物がフラックス剤と形状制御剤と両方の役割を果たす。 It is also possible for the molybdenum compound to contain sodium or silicon, in which case the molybdenum compound containing sodium or silicon serves as both a flux agent and a shape control agent.
上述のモリブデン化合物のうち、コストの観点から、酸化モリブデンを用いることが好ましい。また、上述のモリブデン化合物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Of the above molybdenum compounds, it is preferable to use molybdenum oxide from the viewpoint of cost. Further, the above molybdenum compounds may be used alone or in combination of two or more.
モリブデン化合物の使用量は、特に制限されないが、アルミニウム化合物中のアルミニウム金属1モルに対して、0.01〜3.0モルであることが好ましく、0.03〜0.7モルであることがより好ましい。モリブデン化合物の使用量が上記範囲にあると、高アスペクト比と優れた分散性を有する板状アルミナ粒子が得られやすいことから好ましい。 The amount of the molybdenum compound used is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 3.0 mol, and more preferably 0.03 to 0.7 mol, per mol of the aluminum metal in the aluminum compound. More preferred. When the amount of the molybdenum compound used is in the above range, plate-like alumina particles having a high aspect ratio and excellent dispersibility are easily obtained, which is preferable.
(焼成)
本発明の板状アルミナ粒子は、例えば、モリブデン化合物および形状制御剤の存在下で、アルミニウム化合物を焼成することで得られる。上記した通り、この製造方法はフラックス法と呼ばれる。モリブデン化合物の存在下でアルミニウム化合物を焼成すると、モリブデン化合物がアルミニウム化合物と高温で反応し、モリブデン酸アルミニウムを形成した後、このモリブデン酸アルミニウムが、さらに、より高温でアルミナと酸化モリブデンに分解し、形状制御剤の存在下でα‐アルミナの板状結晶を成長させることで、板状アルミナ粒子が容易に得られる。得られる板状アルミナ粒子は、粒子内にモリブデンを含み、かつ、粒子形状が多角板状であり、厚みが0.01〜5μmであり、平均粒子径が0.1〜500μmであり、厚みに対する粒子径の比率であるアスペクト比が2〜500である。
(Fired)
The plate-like alumina particles of the present invention can be obtained, for example, by firing an aluminum compound in the presence of a molybdenum compound and a shape controlling agent. As described above, this manufacturing method is called a flux method. When the aluminum compound is calcined in the presence of the molybdenum compound, the molybdenum compound reacts with the aluminum compound at a high temperature to form aluminum molybdate, which is further decomposed into alumina and molybdenum oxide at a higher temperature, By growing α-alumina plate-like crystals in the presence of the shape controlling agent, plate-like alumina particles can be easily obtained. The obtained plate-like alumina particles contain molybdenum in the particles, and have a polygonal plate shape, a thickness of 0.01 to 5 μm, an average particle diameter of 0.1 to 500 μm, and The aspect ratio, which is the ratio of the particle diameters, is 2 to 500.
焼成の方法は、特に限定はなく、公知慣用の方法で行う事ができる。焼成温度が700℃を超えると、アルミニウム化合物と、モリブデン化合物が反応して、モリブデン酸アルミニウムを形成する。さらに、焼成温度が900℃以上になると、モリブデン酸アルミニウムが分解し、形状制御剤の作用で板状アルミナ粒子を形成する。また、板状アルミナ粒子は、モリブデン酸アルミニウムが分解することで、アルミナと酸化モリブデンになる際に、モリブデン化合物を酸化アルミニウム粒子内に取り込む事で得られる。 The firing method is not particularly limited, and can be performed by a known and commonly used method. If the firing temperature exceeds 700 ° C., the aluminum compound reacts with the molybdenum compound to form aluminum molybdate. Further, when the firing temperature is 900 ° C. or higher, aluminum molybdate is decomposed, and plate-like alumina particles are formed by the action of the shape control agent. Further, the plate-like alumina particles are obtained by incorporating a molybdenum compound into the aluminum oxide particles when the aluminum molybdate is decomposed to become alumina and molybdenum oxide.
また、焼成する時に、アルミニウム化合物と、形状制御剤と、モリブデン化合物の状態は特に限定されず、モリブデン化合物および形状制御剤がアルミニウム化合物に作用できる同一の空間に存在すれば良い。具体的には、モリブデン化合物と形状制御剤とアルミニウム化合物との粉体を混ぜ合わせる簡便な混合、粉砕機等を用いた機械的な混合、乳鉢等を用いた混合であっても良く、乾式状態、湿式状態での混合であっても良い。 Further, when firing, the states of the aluminum compound, the shape controlling agent, and the molybdenum compound are not particularly limited, as long as the molybdenum compound and the shape controlling agent are present in the same space where they can act on the aluminum compound. Specifically, simple mixing of mixing a powder of a molybdenum compound, a shape controlling agent and an aluminum compound, mechanical mixing using a pulverizer or the like, or mixing using a mortar or the like may be used. Alternatively, the mixing may be performed in a wet state.
焼成温度の条件に特に限定は無く、目的とする本発明の板状アルミナ粒子の平均粒子径、アスペクト比、分散性等により、適宜、決定される。通常、焼成の温度については、最高温度がモリブデン酸アルミニウム(Al2(MoO4)3)の分解温度である900℃以上であればよい。 There is no particular limitation on the conditions of the firing temperature, and the firing temperature is appropriately determined depending on the average particle diameter, aspect ratio, dispersibility, etc. of the target plate-like alumina particles of the present invention. Normally, the firing temperature may be 900 ° C. or higher, which is the highest temperature at which aluminum molybdate (Al 2 (MoO 4 ) 3 ) is decomposed.
一般的に、焼成後に得られるα−アルミナの形状を制御しようとすると、α−アルミナの融点に近い2000℃以上の高温焼成を行う必要があるが、焼成炉へ負担や燃料コストの点から、産業上利用する為には大きな課題がある。 Generally, in order to control the shape of α-alumina obtained after firing, it is necessary to perform high-temperature firing at 2000 ° C. or higher, which is close to the melting point of α-alumina, but from the viewpoint of burden on the firing furnace and fuel cost, There are major issues for industrial use.
本発明の製造方法は、2000℃を超えるような高温であっても実施可能であるが、1600℃以下というα−アルミナの融点よりかなり低い温度であっても、前駆体の形状にかかわりなくα結晶化率が高くアスペクト比の高い板状形状となるα−アルミナを形成することができる。 The production method of the present invention can be carried out even at a high temperature such as exceeding 2000 ° C., but even at a temperature much lower than the melting point of α-alumina of 1600 ° C. or less, regardless of the shape of the precursor, α Α-alumina having a plate-like shape having a high crystallization rate and a high aspect ratio can be formed.
本発明に依れば、最高焼成温度が900℃〜1600℃の条件であっても、アスペクト比が高く、α結晶化率が90%以上である板状アルミナ粒子の形成を低コストで効率的に行うことができ、最高温度が950〜1500℃での焼成がより好ましく、最高温度が1000〜1400℃の範囲の焼成が最も好ましい。 According to the present invention, even when the maximum firing temperature is 900 ° C. to 1600 ° C., plate-like alumina particles having a high aspect ratio and an α crystallization ratio of 90% or more can be efficiently formed at low cost. The firing at a maximum temperature of 950 to 1500 ° C. is more preferable, and the firing at a maximum temperature in a range of 1000 to 1400 ° C. is most preferable.
焼成の時間については、所定最高温度への昇温時間を15分〜10時間の範囲で行い、且つ焼成最高温度における保持時間を5分〜30時間の範囲で行うことが好ましい。板状アルミナ粒子の形成を効率的に行うには、10分〜15時間程度の時間の焼成保持時間であることがより好ましい。 Regarding the firing time, it is preferable to raise the temperature to the predetermined maximum temperature in a range of 15 minutes to 10 hours, and to hold the temperature at the maximum firing temperature in a range of 5 minutes to 30 hours. In order to efficiently form the plate-like alumina particles, it is more preferable that the firing holding time is about 10 minutes to 15 hours.
焼成の雰囲気としては、本発明の効果が得られるのであれば特に限定されないが、例えば、空気や酸素のといった含酸素雰囲気や、窒素やアルゴンといった不活性雰囲気が好ましく、コストの面を考慮した場合は空気雰囲気がより好ましい。 The firing atmosphere is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained.However, for example, an oxygen-containing atmosphere such as air or oxygen, or an inert atmosphere such as nitrogen or argon is preferable, and in consideration of cost. Is more preferably an air atmosphere.
焼成するための装置としても必ずしも限定されず、いわゆる焼成炉を用いることができる。焼成炉は昇華した酸化モリブデンと反応しない材質で構成されていることが好ましく、さらに酸化モリブデンを効率的に利用するように、密閉性の高い焼成炉を用いる事が好ましい。 The apparatus for firing is not necessarily limited, and a so-called firing furnace can be used. The firing furnace is preferably made of a material that does not react with the sublimated molybdenum oxide, and it is preferable to use a firing furnace with high hermeticity so that molybdenum oxide can be used efficiently.
[モリブデン除去工程]
板状アルミナ粒子の製造方法は、焼成工程後、必要に応じてモリブデンの少なくとも一部を除去するモリブデン除去工程をさらに含んでいてもよい。
[Molybdenum removal process]
The method for producing plate-like alumina particles may further include a molybdenum removing step of removing at least a portion of molybdenum as needed after the firing step.
上述のように、焼成時においてモリブデンは昇華を伴うことから、焼成時間、焼成温度等を制御することで、板状アルミナ粒子に含まれるモリブデン含有量を制御することができる。 As described above, since molybdenum involves sublimation during firing, the content of molybdenum contained in the plate-like alumina particles can be controlled by controlling the firing time, the firing temperature, and the like.
モリブデンは、板状アルミナ粒子の表面に付着しうる。当該モリブデンは水、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、酸性水溶液で洗浄することにより除去することができる。 Molybdenum can adhere to the surface of the plate-like alumina particles. The molybdenum can be removed by washing with water, an aqueous ammonia solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or an acidic aqueous solution.
この際、使用する水、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、酸性水溶液の濃度、使用量、および洗浄部位、洗浄時間等を適宜変更することで、モリブデン含有量を制御することができる。 At this time, the molybdenum content can be controlled by appropriately changing the concentrations and amounts of the water, the aqueous ammonia solution, the aqueous sodium hydroxide solution, and the acidic aqueous solution to be used, the cleaning site, the cleaning time, and the like.
[有機化合物層形成工程]
一実施形態において、板状アルミナ粒子の製造方法は、有機化合物層形成工程をさらに含んでいてもよい。当該有機化合物層形成工程は、通常、焼成工程の後、またはモリブデン除去工程の後に行われる。
[Organic compound layer forming step]
In one embodiment, the method for producing plate-like alumina particles may further include an organic compound layer forming step. The organic compound layer forming step is usually performed after the firing step or after the molybdenum removing step.
有機化合物層を形成する方法としては、特に制限されず、公知の方法が適宜採用されうる。例えば、有機化合物を含む液をモリブデンを含む板状アルミナ粒子に接触させ、乾燥する方法が挙げられる。 The method for forming the organic compound layer is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. For example, there is a method in which a liquid containing an organic compound is brought into contact with plate-like alumina particles containing molybdenum and dried.
なお、有機化合物層の形成に使用されうる有機化合物としては、上述したものが用いられうる。 As the organic compound that can be used for forming the organic compound layer, those described above can be used.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断わりがない限り、「%」は「質量%」を表わす。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “%” represents “% by mass”.
[走査電子顕微鏡による板状アルミナ粒子の形状分析]
試料を両面テープにてサンプル支持台に固定し、それをキーエンス製表面観察装置VE−9800にて観察した。
[Shape analysis of plate-like alumina particles by scanning electron microscope]
The sample was fixed to a sample support with double-sided tape, and it was observed with a Keyence surface observation device VE-9800.
[蛍光X線による板状アルミナ粒子の組成分析]
試料約100mgをろ紙にとり、PPフィルムをかぶせて蛍光X線測定(ZSX100e/株式会社リガク社製)を行った。
[Composition analysis of plate-like alumina particles by X-ray fluorescence]
About 100 mg of the sample was placed on filter paper, covered with a PP film, and subjected to X-ray fluorescence measurement (ZSX100e / Rigaku Corporation).
[X線回折(XRD)法による分析]
作製した試料を測定試料用ホルダーにのせ、それを広角X線回折装置[Rint−Ultma、株式会社リガク社製]にセットし、Cu/Kα線、40kV/30mA、スキャンスピード1.0°/分、走査範囲5〜80°の条件で測定を行った。
[Analysis by X-ray diffraction (XRD) method]
The prepared sample is placed on a holder for measurement sample, and set on a wide-angle X-ray diffractometer [Rint-Ultma, manufactured by Rigaku Corporation], Cu / Kα ray, 40 kV / 30 mA, scan speed 1.0 ° / min. The measurement was performed under the conditions of a scanning range of 5 to 80 °.
[焼成法]
焼成は、株式会社アサヒ理化製作所製セラミック電気炉ARF−100K型にAMF−2P型温度コントローラ付きの焼成炉装置にて行った。
[Firing method]
The firing was performed in a firing furnace apparatus equipped with an AMF-2P type temperature controller for a ceramic electric furnace ARF-100K manufactured by Asahi Rika Seisakusho Co., Ltd.
[ゼータ電位の測定]
ゼータサイザーナノZSP(マルバーン社)を使用し、ゼータ電位の測定を行った。
試料を純水で3000倍希釈した後、0.1N HCl、0.01N HCl、0.1N NaOH、を用いてpHタイトレーションを実施した。
[Measurement of zeta potential]
Using a Zetasizer Nano ZSP (Malvern), the zeta potential was measured.
After diluting the sample 3000 times with pure water, pH titration was performed using 0.1N HCl, 0.01N HCl, and 0.1N NaOH.
実施例1<板状アルミナ粒子の製造>
活性化アルミナ(和光純薬工業株式会社製、平均粒径45μm)の5gと、シリカナノ粒子(日本触媒株式会社製、KE−P10、平均粒径0.1〜0.2μm)の0.01gと、三酸化モリブデン(和光純薬工業株式会社製)の5gとを乳鉢で混合し、混合物の10.01gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で3時間焼成を行なった。酸化モリブデンの殆どが昇華し、降温後、坩堝を取り出し、5.1gの青色の粉末を得た。
Example 1 <Production of plate-like alumina particles>
5 g of activated alumina (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., average particle size: 45 μm) and 0.01 g of silica nanoparticles (KE-P10, manufactured by Nippon Shokubai Co., average particle size: 0.1 to 0.2 μm) And 5 g of molybdenum trioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed in a mortar to obtain 10.01 g of the mixture. The obtained mixture was put into a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 3 hours. Most of the molybdenum oxide sublimated, and after the temperature was lowered, the crucible was taken out to obtain 5.1 g of a blue powder.
得られた粉末は、SEM観察により、形状が多角で、厚みが500nm,平均粒子径が10μm、アスペクト比が20である事を確認した(図1)。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されず、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった(図2)。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で1.38%含むものである事を確認した。 The obtained powder was confirmed by SEM observation to have a polygonal shape, a thickness of 500 nm, an average particle diameter of 10 μm, and an aspect ratio of 20 (FIG. 1). Further, no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, and it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed (FIG. 2). From the results of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 1.38% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide.
また、得られた前記青色粉末の4gを10%アンモニア水の4mLに分散し、分散溶液を室温(25〜30℃)で3時間攪拌後、ろ過によりアンモニア水を除き、水洗浄と乾燥を行う事で、粒子表面に残存するモリブデンを除去し、3.9gの粉末を得た。得られた粉末の蛍光X線定量評価測定を行った結果、粉末の中のモリブデンの量が三酸化モリブデン換算で0.84質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.3であることが解った。
In addition, 4 g of the obtained blue powder is dispersed in 4 mL of 10% aqueous ammonia, and the dispersion is stirred at room temperature (25 to 30 ° C.) for 3 hours. After removing the aqueous ammonia by filtration, washing with water and drying are performed. As a result, molybdenum remaining on the particle surface was removed to obtain 3.9 g of powder. The obtained powder was subjected to fluorescent X-ray quantitative evaluation measurement. As a result, it was confirmed that the amount of molybdenum in the powder was 0.84% by mass in terms of molybdenum trioxide, and the particles were alumina particles containing molybdenum. did.
The zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.3.
実施例2<板状アルミナ粒子の製造>
シリカナノ粒子の使用量を0.5gに変えた以外は実施例1と同様に実験を行い、5.4gの青色の粉末を得た。得られた粉末は、SEM観察により、形状が多角で、厚みが250nm,平均粒子径が8μm、アスペクト比が32である事を確認した。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されず、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で1.04%含むものである事を確認した。また、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.93質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.5であることが解った。
Example 2 <Production of plate-like alumina particles>
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the silica nanoparticles used was changed to 0.5 g, and 5.4 g of a blue powder was obtained. The obtained powder was confirmed by SEM observation to have a polygonal shape, a thickness of 250 nm, an average particle diameter of 8 μm, and an aspect ratio of 32. Further, no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, and it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when the XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. From the results of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 1.04% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. Further, after removing molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.93% by mass in terms of molybdenum trioxide in quantitative X-ray fluorescence evaluation measurement, and the particle contained molybdenum. It was confirmed that the particles were alumina particles.
Also, the zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.5.
実施例3<板状アルミナ粒子の製造>
三酸化モリブデンの使用量を1.25gに変えた以外は実施例1と同様に実験を行い、5.0gの青色の粉末を得た。得られた粉末は、SEM観察により、形状が多角で、厚みが250nm,平均粒子径が20μm、アスペクト比が80である事を確認した(図3)。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されず、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.59%含むものである事を確認した。また、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.50質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.4であることが解った。
Example 3 <Production of plate-like alumina particles>
An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the amount of molybdenum trioxide used was changed to 1.25 g, and 5.0 g of a blue powder was obtained. SEM observation confirmed that the obtained powder had a polygonal shape, a thickness of 250 nm, an average particle diameter of 20 μm, and an aspect ratio of 80 (FIG. 3). Further, no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, and it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when the XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. From the result of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 0.59% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. Further, after removing molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.50% by mass in terms of molybdenum trioxide in quantitative X-ray fluorescence evaluation measurement, and the particle contained molybdenum. It was confirmed that the particles were alumina particles.
Further, the zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.4.
実施例4<板状アルミナ粒子の製造>
シリコンを0.04%含有するベーマイト(大明化学株式会社製、平均粒径1μm)の20gと、三酸化モリブデン(和光純薬工業株式会社製)の2gとを乳鉢で混合し、混合物の25gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で10時間焼成を行なった。酸化モリブデンの殆どが昇華し、降温後、坩堝を取り出し、17.0gの青色の粉末を得た。
Example 4 <Production of plate-like alumina particles>
20 g of boehmite (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., average particle size: 1 μm) containing 0.04% of silicon and 2 g of molybdenum trioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are mixed in a mortar, and 25 g of the mixture is mixed. Obtained. The obtained mixture was put in a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 10 hours. Most of the molybdenum oxide sublimated, and after cooling, the crucible was taken out to obtain 17.0 g of a blue powder.
得られた粉末は、SEM観察により、形状が多角で、厚みが600nm,平均粒子径が30μm、アスペクト比が50である事を確認した(図4)。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されず、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.50%含むものである事を確認した。また、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.43質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.5であることが解った。
The obtained powder was confirmed by SEM observation to have a polygonal shape, a thickness of 600 nm, an average particle diameter of 30 μm, and an aspect ratio of 50 (FIG. 4). Further, no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, and it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when the XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. Further, from the result of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 0.50% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. Further, after removing the molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.43% by mass in terms of molybdenum trioxide in a fluorescent X-ray quantitative evaluation measurement, and the particle contained molybdenum. It was confirmed that the particles were alumina particles.
Also, the zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.5.
実施例5<板状アルミナ粒子の製造>
Na2Oを0.31重量%含有する水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、平均粒径0.9μm)の20gと、三酸化モリブデン(和光純薬工業株式会社製)の1.5gとを乳鉢で混合し、混合物の21.5gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で10時間焼成を行なった。酸化モリブデンの殆どが昇華し、降温後、坩堝を取り出し、13gの青色の粉末を得た。
Example 5 <Production of plate-like alumina particles>
20 g of aluminum hydroxide containing 0.31% by weight of Na 2 O (manufactured by Showa Denko KK, average particle size 0.9 μm) and 1.5 g of molybdenum trioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Mixing in a mortar gave 21.5 g of the mixture. The obtained mixture was put in a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 10 hours. Most of the molybdenum oxide sublimated, and after the temperature was lowered, the crucible was taken out to obtain 13 g of a blue powder.
得られた粉末は、SEM観察により、形状が多角で、厚みが1.5μm,平均粒子径が3.5μm、アスペクト比が2.3である事を確認した。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されなかったから、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で1.39%含むものである事を確認した。また、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.90質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.6であることが解った。
It was confirmed by SEM observation that the obtained powder had a polygonal shape, a thickness of 1.5 μm, an average particle diameter of 3.5 μm, and an aspect ratio of 2.3. Further, since no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when the XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. Further, from the result of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 1.39% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. After the molybdenum remaining on the particle surface was removed in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.90% by mass in terms of molybdenum trioxide, and the particle contained molybdenum in X-ray fluorescence quantitative evaluation measurement. It was confirmed that the particles were alumina particles.
The zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.6.
実施例6<板状アルミナ粒子の製造>
アクリルシランで処理した水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、平均粒径4.0μm、SiO2含有量0.01重量%)の30gと、三酸化モリブデン(和光純薬工業株式会社製)の19.5gとを乳鉢で混合し、混合物の49.5gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で10時間焼成を行なった。酸化モリブデンの殆どが昇華し、降温後、坩堝を取り出し、19.3gの青色の粉末を得た。
Example 6 <Production of plate-like alumina particles>
30 g of aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko KK, average particle size 4.0 μm, SiO 2 content 0.01% by weight) treated with acrylic silane and 19 g of molybdenum trioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Was mixed in a mortar to obtain 49.5 g of the mixture. The obtained mixture was put in a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 10 hours. Most of the molybdenum oxide sublimated, and after cooling, the crucible was taken out to obtain 19.3 g of a blue powder.
得られた粉末は、SEM観察により、厚みが400nm,平均粒子径が8μm、アスペクト比が20である事を確認した(図5)。また、SEM観察により双晶または複数の板が重なり合う凝集体が観察されず、優れた分散性を示唆する板状形状の粒子であることが確認された。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.66%含むものである事を確認した。また、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.57質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.6であることが解った。
The obtained powder was confirmed by SEM observation to have a thickness of 400 nm, an average particle diameter of 8 μm, and an aspect ratio of 20 (FIG. 5). Further, no twins or aggregates in which a plurality of plates overlapped were observed by SEM observation, and it was confirmed that the particles were plate-shaped particles suggesting excellent dispersibility. Further, when XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. From the results of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 0.66% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. After the molybdenum remaining on the particle surface was removed in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.57% by mass in terms of molybdenum trioxide as determined by quantitative X-ray fluorescence evaluation measurement, and the particles contained molybdenum. It was confirmed that the particles were alumina particles.
Also, the zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.6.
実施例7<板状アルミナ粒子の製造>
水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、平均粒径1μm)の4gと、炭酸ナトリウムの0.5g(和光純薬工業株式会社製)と、酸化モリブデン(和光純薬工業株式会社製)の1gとを乳鉢で混合し、混合物の5.5gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で5時間焼成を行なった。降温後、坩堝を取り出し、水洗浄を経て、2.1gの粉末を得た。
Example 7 <Production of plate-like alumina particles>
4 g of aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko KK, average particle size 1 μm), 0.5 g of sodium carbonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 1 g of molybdenum oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Was mixed in a mortar to obtain 5.5 g of the mixture. The obtained mixture was put into a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 5 hours. After cooling, the crucible was taken out and washed with water to obtain 2.1 g of powder.
得られた粉末は、SEM観察により、凝集体を含まず、形状が六角板状であり、厚みが1.5μm,平均粒子径が4μm、アスペクト比が2.7である事を確認した(図6)。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナに由来する鋭い散乱ピークが表れ、α結晶構造の以外のアルミナ結晶系ピークは観察されなかった。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.22%含むものである事を確認した。さらに、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.2質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.5であることが解った。
Observation by SEM confirmed that the obtained powder did not contain agglomerates, had a hexagonal plate shape, a thickness of 1.5 μm, an average particle diameter of 4 μm, and an aspect ratio of 2.7 (FIG. 6). Further, when the XRD measurement was performed, a sharp scattering peak derived from α-alumina appeared, and no alumina crystal system peak other than the α crystal structure was observed. Further, from the result of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained molybdenum at 0.22% in terms of molybdenum trioxide. Further, after removing the molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.2% by mass in terms of molybdenum trioxide, and the particle contained molybdenum in quantitative X-ray fluorescence evaluation measurement. It was confirmed that the particles were alumina particles.
Also, the zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.5.
実施例8<板状アルミナ粒子の製造>
炭酸ナトリウムの使用量を1gに変えた以外は実施例7と同様に実験を行なった。降温後、坩堝を取り出し、水洗浄を経て、2.6gの粉末を得た。得られた粉末は、SEM観察により、凝集体を含まず、厚みが50nm,平均粒子径が600nm、アスペクト比が12である事を確認した。さらに、XRD測定を行ったところ、α−アルミナの他に、遷移アルミナに由来する散乱ピークが表れ、α結晶構造と遷移アルミナ結晶構造が共存していることを確認した。また、蛍光X線定量分析の結果から、得られた粒子は、モリブデンを三酸化モリブデン換算で0.16%含むものである事を確認した。さらに、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.15質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.4であることが解った。
Example 8 <Production of plate-like alumina particles>
An experiment was performed in the same manner as in Example 7, except that the amount of sodium carbonate used was changed to 1 g. After cooling, the crucible was taken out and washed with water to obtain 2.6 g of powder. The obtained powder was confirmed by SEM observation to be free of aggregates, having a thickness of 50 nm, an average particle diameter of 600 nm, and an aspect ratio of 12. Further, when XRD measurement was performed, a scattering peak derived from transition alumina appeared in addition to α-alumina, and it was confirmed that the α crystal structure and the transition alumina crystal structure coexist. Also, from the result of the fluorescent X-ray quantitative analysis, it was confirmed that the obtained particles contained 0.16% of molybdenum in terms of molybdenum trioxide. Further, after removing the molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.15% by mass in terms of molybdenum trioxide in the fluorescent X-ray quantitative evaluation measurement, and the particle contained molybdenum. It was confirmed that the particles were alumina particles.
The zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.4.
実施例9<板状アルミナ粒子の製造>
水酸化アルミニウム(平均粒径、<1μm)の20gと、モリブデン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)の6.5gとを乳鉢で混合し、混合物の26.5gを得た。得られた混合物を坩堝に入れ、セラミック電気炉にて1100℃で10時間焼成を行なった。酸化モリブデンの殆どが昇華し、降温後、坩堝を取り出し、水洗浄を経て、12.5gの粉末を得た。得られた粉末は、SEM観察により、凝集体を含まず、厚さが900nm,平均粒子径が13μm、アスペクト比が14.4である板状形状の粒子であることを確認した。さらに、実施例1と同様の方法で粒子表面に残存するモリブデンを除去した後、蛍光X線定量評価測定でモリブデン量が三酸化モリブデン換算で0.2質量%であり、粒子内部にモリブデンを含むアルミナ粒子であることを確認した。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH5.7であることが解った。
Example 9 <Production of plate-like alumina particles>
20 g of aluminum hydroxide (average particle size, <1 μm) and 6.5 g of sodium molybdate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed in a mortar to obtain 26.5 g of a mixture. The obtained mixture was put in a crucible and fired in a ceramic electric furnace at 1100 ° C. for 10 hours. Most of the molybdenum oxide sublimated, and after cooling, the crucible was taken out and washed with water to obtain 12.5 g of powder. The obtained powder was confirmed by SEM observation to be plate-shaped particles having a thickness of 900 nm, an average particle diameter of 13 μm, and an aspect ratio of 14.4, without any agglomerates. Further, after removing the molybdenum remaining on the particle surface in the same manner as in Example 1, the amount of molybdenum was 0.2% by mass in terms of molybdenum trioxide, and the particle contained molybdenum in quantitative X-ray fluorescence evaluation measurement. It was confirmed that the particles were alumina particles.
The zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 5.7.
比較例1
三酸化モリブデンを使用しない以外は実施例1と同様に実験を行った。降温後、坩堝を取り出し、39gの白い粉末を得た。得られた粉末は、SEM観察により、形状は前駆体と同様な45μmの無定形粒子径のアルミナ粒子であった。フラックス剤である三酸化モリブデンを使用しないため、板状アルミナ粒子を形成することができなかった。
また、ゼータ電位の測定を行ったところ、得られたアルミナ粒子の等電点はpH7.4であることが解った。
Comparative Example 1
An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that molybdenum trioxide was not used. After cooling, the crucible was taken out to obtain 39 g of white powder. The obtained powder was found to be alumina particles having an amorphous particle diameter of 45 μm similar to that of the precursor by SEM observation. Since molybdenum trioxide as a fluxing agent was not used, plate-like alumina particles could not be formed.
The zeta potential was measured, and it was found that the isoelectric point of the obtained alumina particles was pH 7.4.
本発明の高いアスペクト比を有する板状アルミナは、凝集していない上、等電点が酸性にシフトしているため、優れた分散性が期待できることから、熱伝導性フィラー、化粧料、研磨材、高輝性顔料、滑材、導電性粉体の基材、セラミックス材料などに好適に使用できる。 The plate-like alumina having a high aspect ratio of the present invention is not agglomerated and the isoelectric point is shifted to acidic, so that excellent dispersibility can be expected. It can be suitably used for high-gloss pigments, lubricants, conductive powder base materials, ceramic materials, and the like.
Claims (2)
形状制御剤が、シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物、又はナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物であり、
形状制御剤が、シリコンあるいはシリコン原子を含む化合物である場合のその使用量は、アルミニウム化合物のアルミニウム原子金属1モルに対して、0.0001〜1モルであり、又は形状制御剤が、ナトリウムあるいはナトリウム原子を含む化合物である場合のその使用量は、アルミニウム化合物のアルミニウム原子金属1モルに対して、0.001〜2モルであり、
モリブデン化合物は、酸化モリブデンまたは酸根アニオン(MoOx n− )を含有する化合物であり、その使用量はアルミニウム化合物のアルミニウム原子金属1モルに対して、0.001〜3.0モルであり、
焼成温度700〜1600℃、昇温時間15分から10時間、焼成最高温度における保持時間が5分から30時間にて、含酸素雰囲気又は不活性雰囲気で焼成する、板状アルミナ粒子の製造方法。 In the presence of a molybdenum compound and a shape controlling agent, obtained by calcining an aluminum compound, a method for producing plate-like alumina particles characterized by containing molybdenum in the particles ,
The shape controlling agent is silicon or a compound containing a silicon atom, or sodium or a compound containing a sodium atom,
When the shape controlling agent is silicon or a compound containing a silicon atom, the amount used is 0.0001 to 1 mol, relative to 1 mol of the aluminum atom metal of the aluminum compound, or the shape controlling agent is sodium or When the compound contains a sodium atom, the amount used is 0.001 to 2 moles per mole of the aluminum atom metal of the aluminum compound.
Molybdenum compound is a compound containing molybdenum oxide or acid radical anion (MoOx n-), the amount used relative to aluminum atoms metal 1 mole of aluminum compound is 0.001 to 3.0 mol,
A method for producing plate-like alumina particles, wherein firing is performed in an oxygen-containing atmosphere or an inert atmosphere at a firing temperature of 700 to 1600 ° C., a heating time of 15 minutes to 10 hours, and a holding time at the highest firing temperature of 5 minutes to 30 hours .
900℃以上で該モリブデン酸アルミニウムが分解し、粒子内にモリブデンを含む板状アルミナ粒子を得る工程とを、
含むことを特徴とする請求項1に記載の板状アルミナ粒子の製造方法。 A step of reacting the aluminum compound and the molybdenum compound at a temperature higher than 700 ° C. and lower than 900 ° C. to form aluminum molybdate;
The step of decomposing the aluminum molybdate at 900 ° C. or higher to obtain plate-like alumina particles containing molybdenum in the particles,
The method for producing plate-like alumina particles according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015111422A JP6646864B2 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Method for producing plate-like alumina particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015111422A JP6646864B2 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Method for producing plate-like alumina particles |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019060555A Division JP6708281B2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Plate-shaped alumina particles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016222501A JP2016222501A (en) | 2016-12-28 |
| JP6646864B2 true JP6646864B2 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=57745434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015111422A Active JP6646864B2 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Method for producing plate-like alumina particles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6646864B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022151007A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Dic Corporation | Composite particles and method for producing composite particles |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018194117A1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Dic株式会社 | Method for producing spinel particles, method for producing resin composition, and method for producing molded article |
| JP6569830B2 (en) * | 2017-05-11 | 2019-09-04 | Dic株式会社 | Spinel type complex oxide particles and method for producing the same, resin composition containing spinel type complex oxide particles, and molded article |
| US10808131B2 (en) * | 2017-12-15 | 2020-10-20 | Dic Corporation | Plate-like alumina particle and a manufacturing method for the same |
| JPWO2019194160A1 (en) * | 2018-04-03 | 2021-04-22 | Dic株式会社 | Resin composition and heat dissipation member containing plate-like alumina |
| KR102709183B1 (en) * | 2018-04-06 | 2024-09-25 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | Alumina particles |
| JP6753555B2 (en) * | 2018-07-26 | 2020-09-09 | Dic株式会社 | Plate-shaped alumina particles and method for producing plate-shaped alumina particles |
| JP7107075B2 (en) * | 2018-08-02 | 2022-07-27 | Dic株式会社 | Composition, green sheet, fired product, and glass-ceramic substrate |
| WO2020036139A1 (en) | 2018-08-15 | 2020-02-20 | Dic株式会社 | Tabular alumina particles and method of producing tabular alumina particles |
| DE112019006406T5 (en) | 2018-12-28 | 2021-09-30 | Dic Corporation | LABEL-LIKE ALUMINUM PARTICLES, METHOD FOR MANUFACTURING LABEL-LIKE ALUMINUM PARTICLES, AND RESIN COMPOSITION |
| JPWO2020145342A1 (en) * | 2019-01-11 | 2021-11-25 | Dic株式会社 | Spinel particles and their manufacturing methods, resin compositions, molded products, compositions, green sheets, fired products, and glass-ceramic substrates. |
| WO2020145343A1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Dic株式会社 | Plate-shaped spinel particles and method for producing same |
| CN113329972B (en) * | 2019-01-25 | 2022-09-20 | Dic株式会社 | Plate-like alumina particles and method for producing plate-like alumina particles |
| JP7603409B2 (en) * | 2019-10-09 | 2024-12-20 | Dic株式会社 | Corrosion inhibitor, anticorrosive paint, laminate, method for manufacturing laminate, and method for preventing corrosion of substrate |
| JP7672210B2 (en) * | 2019-10-09 | 2025-05-07 | Dic株式会社 | Cosmetic composition and application method |
| JP7565738B2 (en) * | 2019-10-09 | 2024-10-11 | Dic株式会社 | Corrosion inhibitor, anticorrosive paint, laminate, method for manufacturing laminate, and method for preventing corrosion of substrate |
| JP2021059479A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Dic株式会社 | Gas barrier composition, gas barrier material, and laminate |
| US20220315439A1 (en) * | 2019-10-09 | 2022-10-06 | Dic Corporation | Alumina particle production method |
| WO2021068124A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Dic Corporation | Composite particle and method of producing composite particle |
| KR102700306B1 (en) | 2019-10-09 | 2024-08-30 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | Plate-shaped alumina particles and method for producing plate-shaped alumina particles |
| JP2021059488A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Dic株式会社 | Gas barrier composition, gas barrier material, and laminate |
| EP4041828A4 (en) * | 2019-10-09 | 2024-11-13 | DIC Corporation | FLAKE ALUMINA PARTICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING FLAKE ALUMINA PARTICLE |
| JP7672211B2 (en) * | 2019-10-09 | 2025-05-07 | Dic株式会社 | Cosmetic composition and application method |
| JP2021120337A (en) * | 2019-10-09 | 2021-08-19 | Dic株式会社 | Abrasion-resistant agent, coating agent, laminate, method for producing laminate, and method for coating substrate |
| US12486176B2 (en) | 2019-10-09 | 2025-12-02 | Dic Corporation | Composite particle and method of producing composite particle |
| CN114555718B (en) * | 2019-10-09 | 2024-01-26 | Dic株式会社 | Alumina particles and methods of manufacturing aluminum oxide particles |
| TWI841727B (en) * | 2020-04-29 | 2024-05-11 | 日商迪愛生股份有限公司 | Plate-like aluminum oxide particles and method for producing plate-like aluminum oxide particles |
| WO2022151006A1 (en) | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Dic Corporation | Composite particles and method for producing the composite particles |
| WO2023272732A1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Dic Corporation | Plate-shaped iron oxide particles and method for producing iron oxide particles |
| JP2023034831A (en) | 2021-08-31 | 2023-03-13 | Dic株式会社 | Alumina particles, resin composition, molded product and method for producing alumina particles |
| JP7643614B1 (en) | 2024-03-29 | 2025-03-11 | 日本軽金属株式会社 | Plate-like alumina powder, its manufacturing method, and paint or cosmetic |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652075B1 (en) * | 1989-09-21 | 1991-12-06 | Atochem | ALPHA ALUMINA MACROCRYSTALS IN THE FORM OF PLATES AND PROCESS FOR OBTAINING SAME. |
| JP3744006B2 (en) * | 1993-04-13 | 2006-02-08 | 住友化学株式会社 | α-Alumina powder and method for producing the same |
| WO2005054550A1 (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Artificial corundum crystal |
| KR100619248B1 (en) * | 2005-03-25 | 2006-09-01 | 한국화학연구원 | Plate-like alpha-alumina crystals and preparation method thereof |
| JP2009035430A (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd | Method for producing flaky α-alumina |
| WO2014051091A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Dic株式会社 | α-ALUMINA MICROPARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING SAME |
-
2015
- 2015-06-01 JP JP2015111422A patent/JP6646864B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022151007A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Dic Corporation | Composite particles and method for producing composite particles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016222501A (en) | 2016-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6646864B2 (en) | Method for producing plate-like alumina particles | |
| US11820901B2 (en) | Plate-like alumina particle and a manufacturing method for the same | |
| JP6708281B2 (en) | Plate-shaped alumina particles | |
| JP7683773B2 (en) | Method for producing composite particles | |
| JP7388549B2 (en) | Composite particles and method for producing composite particles | |
| KR102522430B1 (en) | Platy alumina particles and method for producing platy alumina particles | |
| JP7259846B2 (en) | alumina particles | |
| JP2016028993A (en) | α-Alumina fine particles and production method thereof | |
| JP7480916B2 (en) | Composite particles and method for producing the same | |
| CN112566872B (en) | Plate-shaped alumina particles and method for producing plate-shaped alumina particles | |
| JP7248128B2 (en) | Plate-like alumina particles and method for producing plate-like alumina particles | |
| CN114555718B (en) | Alumina particles and methods of manufacturing aluminum oxide particles | |
| TWI841727B (en) | Plate-like aluminum oxide particles and method for producing plate-like aluminum oxide particles | |
| WO2022151006A1 (en) | Composite particles and method for producing the composite particles | |
| JP7565738B2 (en) | Corrosion inhibitor, anticorrosive paint, laminate, method for manufacturing laminate, and method for preventing corrosion of substrate | |
| JP7523307B2 (en) | Anti-wear agent, coating agent, laminate, method for producing laminate, and method for coating substrate | |
| JP2022171034A (en) | Composite particles and method for producing the composite particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20180220 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180522 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190124 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190129 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190327 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190411 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190607 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190620 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190731 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191212 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191225 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6646864 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |