(57)【要約】    本発明は薄片状α−アルミナ結晶体およびその製造方法に関し、更に詳しくは、水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体水溶液と亜鉛前駆体水溶液を加水分解して混合ゲルを製造し、これを特定の反応条件でエージング、乾燥、か焼および結晶化することにより製造された、酸化アルミニウムと酸化亜鉛を含有する薄片状α−アルミナ結晶体及びその製造方法に関する。前記薄片状のα−アルミナ結晶体は厚さ０．５μｍ以下、粒子の平均直径が１５μｍ以上であり、アスペクト比が５０以上であり、高級真珠光沢顔料材料およびセラミック材料の充填剤として有用に使用される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化アルミニウムと酸化亜鉛を主成分として含むことを特徴とする薄片状α−アルミナ結晶体。
【請求項２】
前記酸化アルミニウムと前記酸化亜鉛が１００：０．０４〜１００：５重量比で含まれることを特徴とする、請求項１記載の薄片状α−アルミナ結晶体。
【請求項３】
厚さが０．０４〜０．５μｍであり、平均粒子直径が１５〜２５μｍであり、アスペクト比が５０〜２５０であることを特徴とする、請求項１記載の薄片状α−アルミナ結晶体。
【請求項４】
１）水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液１００重量部に、前記アルミニウム前駆体１００重量部に対して亜鉛前駆体が０．０４〜５重量部の範囲で含まれた亜鉛前駆体溶液を混合し、金属前駆体溶液を製造する、
２）前記金属前駆体溶液に対してナトリウム塩溶液を用いてｐＨ６．０〜７．５で滴定して、前記溶液を加水分解して混合ゲルを製造する、
３）前記製造された混合ゲルを６０〜１００℃の温度で５〜３０時間エージングした後、乾燥させて混合ゲルを前処理する、
４）前記前処理された混合ゲルを３００〜７００℃の温度で１〜５時間か焼する、
５）前記か焼された混合ゲルを１，０００〜１，２００℃の温度で１〜７時間結晶化して、結晶化されたケーキを製造する、
６）前記結晶化されたケーキを室温まで冷却させ、２０〜９０℃の水に溶解させて濾過し、融剤を除去した後、２０〜９０℃の０．１〜１０％硫酸溶液に分散させ、濾過、洗浄および乾燥させてα−アルミナ結晶体を得る、
薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム前駆体は、アルミニウムの酸性塩、ハロゲン化物または酸化物の中から選択されることを特徴とする、請求項４記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項６】
前記亜鉛前駆体は、亜鉛の酸性塩、ハロゲン化物または酸化物の中から選択されることを特徴とする、請求項４記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項７】
前記水溶性融剤は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、硝酸カリウムまたは水酸化カリウムの中から選択されることを特徴とする、請求項４記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項８】
前記水溶性融剤は、アルミニウム前駆体１００重量部に対して８０〜１２０重量部含有することを特徴とする、請求項４または請求項７記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項９】
前記ナトリウム塩は、炭酸ナトリウム、炭酸一水素ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｇｅｎｍｏｎｏｃａｒｂｏｎａｔｅ）、水酸化ナトリウムおよび燐酸ナトリウムの中から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄片状α−アルミナ結晶体およびその製造方法に関する。更に詳しくは、水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液と亜鉛前駆体溶液を加水分解して混合ゲルを製造し、これを特定の反応条件でエージング、乾燥、か焼および結晶化することにより製造された、酸化アルミニウムと酸化亜鉛を含有する薄片状α−アルミナ結晶体及びその製造方法に関する。前記薄片状のα−アルミナ結晶体は厚さ０．５μｍ以下、平均粒子径が１５μｍ以上であり、アスペクト比が５０以上であり、高級真珠光沢顔料材料およびセラミック材料の充填剤として有用に使用される。
【背景技術】
【０００２】
セラミックとは高温で熱処理をして作った非金属の無機質固体材料を全て称するものである。一般的に、セラミックは耐火性、耐酸性、耐アルカリ性が優れている等の特徴がある。このうち、充填剤および真珠光沢顔料は薄片状の形態を有し、そのサイズと厚さが均一であって、かつ、粒子間の凝集が少なく表面がスムース（ｓｍｏｏｔｈ）であることが要求される。
【０００３】
セラミック材料用として使用される、優良な充填剤としての必要事項は、熱伝導度および機械的強度の向上である。このため、厚さが薄く、均一な分散および分布のために粒子間の凝集がなく、粒子のサイズが均一である充填剤が望ましい。
【０００４】
真珠光沢顔料の材料として重要視される要因は、粒子サイズ、形状、表面性質および屈折率などである。即ち、大きい粒子と小さい粒子は粒子表面においての反射光と透過光の比率が異なるため、鮮明で均一な色を得るためには、粒子のサイズの均一が重要である。また、粒子サイズは光の波長とも密接な関係があるため、真珠光沢顔料の着色に多くの影響を与える。即ち、粒子が小さいほど表面積が大きくなり着色が増加し、反射率が高くなるので、色が更に鮮明になる。しかし、金属や金属酸化物をコーティングする際、一般に均一なコーティング層を形成することが容易ではなく、その結果、アスペクト比が減少し、光の干渉効果が減少して、真珠光沢色の光沢性が悪くなる。従って、光の干渉による多様な真珠光沢色を実現するために、粒子サイズを十分に均一とする必要がある。その他にも、真珠光沢顔料材料は均一な厚さとなめらかな表面を有する透明な粒子でなければならない。これらの要因は、着色およびカバー力によって真珠光沢色を得ることに深く関連している。粒子の厚みが厚かったり、表面がスムースでない場合、表面上で光の大部分が反射または散乱して、真珠光沢色を得ることが困難となる。一方、粒子が凝集されていたり、厚さが均一でない場合、金属や金属酸化物をコーティングした時、多様な真珠光沢色を得ることが難しい。従って、真珠光沢顔料として使用される薄片状α−アルミナ結晶体は、厚さが０．５μｍ以下であり、平均粒子サイズが１５〜２５μｍであり、凝集がなく表面が非常にスムースで透明な薄片状粒子であることが好ましい。
【０００５】
現在、真珠光沢顔料材料として炭酸鉛、オキシ塩化ビスマス（ＢｉＯＣｌ）、天然雲母、合成雲母などが使用される。この中で、雲母はセラミック材料の延性および機械的強度を向上させるための緩和剤、熱伝導度の向上のための添加剤としても使用されている。
【０００６】
最近は熱水法による、または二酸化チタンを添加することによる薄片状アルミナの製造方法が報告されている。
【０００７】
熱水法は粒子サイズが小さく、アスペクト比が低いという問題がある。二酸化チタンを添加剤として使用する方法は、真珠光沢顔料としてすばらしい成功をもたらしているが、加水分解後にエージング工程がなく、結晶化前にか焼工程がないため、優れた粒度分布と分散性を有する薄片状アルミナ結晶体を得ることが困難である。
【０００８】
一般的に、薄片状アルミナは下記のように形成される。アルミニウム塩溶液を加水分解して形成された偽ベーマイトは約４００℃以上でγ−アルミナ（γ−Ａｌ2Ｏ3）に相転移する。溶融塩溶液を１２００℃まで加熱すると、六角形の薄片状結晶体のα−アルミナが得られる。薄片状α−アルミナ結晶体は、金属や金属酸化物をコーティングする際、多様な色の真珠光沢をもたらすように、薄く均一な平面、および５０以上のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ＝ｄｉａｍｅｔｅｒ／ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）が必要である。しかし、従来の方法で製造された薄片状結晶体は厚く、サイズが小さいため、真珠光沢顔料として使用することは好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の発明者は、前述した従来の真珠光沢顔料として広く使用される薄片状アルミナ結晶体の構造上の問題点を解決するために研究を行った。その結果、酸化アルミニウムと酸化亜鉛を含有し、０．５μｍ以下の厚みであって、平均粒子径は１５μｍ以上であり、アスペクト比が５０以上である新規の薄片状α−アルミナ結晶体を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
更に、本発明の発明者は、前記本発明の薄片状α−アルミナ結晶体は、水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液と亜鉛前駆体溶液を加水分解して混合ゲルを製造し、特定の反応条件でエージング、乾燥、か焼および結晶化することによって製造されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
従って、本発明は具体的には、主成分として酸化アルミニウムと酸化亜鉛が含まれてからなる新規の薄片状α−アルミナ結晶体を製造することにある。
【００１２】
更に、本発明は、アルミニウム前駆体溶液と亜鉛前駆体溶液を加水分解、エージング、乾燥、か焼および結晶化することによって前記新規の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、主成分として酸化アルミニウムと酸化亜鉛が含まれた薄片状α−アルミナ結晶体に関連する。
【００１４】
また、本発明は、
（ａ）水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液１００重量部に、前記アルミニウム前駆体１００重量部に対して亜鉛前駆体が０．０４〜５重量部の範囲で含まれた亜鉛前駆体溶液を混合し、金属前駆体溶液を製造する、
（ｂ）前記金属前駆体溶液に対してナトリウム塩溶液を用いてｐＨ６．０〜７．５で滴定した後、前記溶液を加水分解して混合ゲルを製造する、
（ｃ）前記製造された混合ゲルを６０〜１００℃の温度で５〜３０時間エージングした後、乾燥させて混合ゲルを前処理する、
（ｄ）前記前処理された混合ゲルを３００〜７００℃の温度で１〜５時間か焼する、
（ｅ）前記か焼された混合ゲルを１，０００〜１，２００℃の温度で１〜７時間結晶化して、結晶化されたケーキを製造する、および
（ｆ）前記結晶化されたケーキを室温まで冷却させ、２０〜９０℃の水に溶解させて濾過して、融剤を除去した後、２０〜９０℃の０．１〜１０％硫酸溶液に前記溶剤を分散させ、濾過、洗浄および乾燥する、
薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法である。
【００１５】
このような本発明を、以下に更に詳しく説明する。
【００１６】
本発明は、主成分として酸化アルミニウムと酸化亜鉛が含有される新規の薄片状α−アルミナ結晶体に関する。前記酸化亜鉛がアルミニウム結晶表面に分布され、厚みを減少させ、粒子の成長を促進させて凝集を防止している。前記薄片状のα−アルミナ結晶体は、厚さ０．５μｍ以下、好ましくは０．１〜０．５μｍであり、平均粒子径が１５μｍ以上、好ましくは１５〜２５μｍであり、アスペクト比が５０以上、好ましくは５０〜２５０の範囲なので、真珠光沢顔料として有用である。
【００１７】
図１は、本発明による薄片状α−アルミナ結晶体を製造する方法を表している。
【００１８】
まず、水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液と亜鉛前駆体溶液を混合して、金属前駆体溶液を製造する。
【００１９】
前記アルミニウム前駆体は当分野で一般的に使用されるものであって、例えば、アルミニウムの酸性塩、ハロゲン化物および酸化物、より具体的には硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムまたは塩化アルミニウムが使用できる。
【００２０】
前記亜鉛前駆体は、当分野で一般的に使用されるものであって、例えば、亜鉛の酸性塩、ハロゲン化物および酸化物、より具体的には硫酸亜鉛、硝酸亜鉛または塩化亜鉛を使用できる。例えば、本発明では加水分解の特性、融剤との化学的親和力および薄片状結晶体からの分離が容易となる、結晶化後の水溶性塩の形成に有利な硫酸アルミニウムと、前記硫酸アルミニウムとの化学的親和力が良好であって、薄片状結晶体の厚みを減少させ、凝集を防止させる硫酸亜鉛を、前駆体として使用する。硫酸亜鉛は３００℃以上で、酸化亜鉛に酸化される。この酸化亜鉛は、結晶化工程で薄片状α−アルミナの結晶面に付着し、これにより大きな表面エネルギーを有する（0001）面の成長が抑制され、相対的に表面エネルギーが小さい
【００２１】
【数１】
2008534417.tif 000002
および
【００２２】
【数２】
2008534417.tif 000003
【００２３】
面の成長が促進される。厚さ方向への成長であるエピタキシャル成長が抑制されつつ、直径方向への成長が促進されるので、厚さは薄いが、サイズは大きい薄片状アルミナ結晶体が形成される。更に、前記酸化亜鉛の量によって厚さが変わるため、異なったアスペクト比を有する薄片状α−アルミナ結晶体の製造が可能である。
【００２４】
前記アルミニウム前駆体と亜鉛前駆体は水溶液状態で使用し、濃度は各々１５〜３５％、２０〜５０％の範囲が好ましい。組成が前記範囲を外れる場合、加水分解、乾燥、薄片状α−アルミナ結晶体の凝集防止、サイズおよびアスペクト比の調節が困難となる。
【００２５】
前記亜鉛前駆体はアルミニウム前駆体１００重量部に対して０．０４〜５重量部使用される。前記亜鉛前駆体が０．０４重量部未満の場合、薄片状α−アルミナ結晶体の凝集の防止が困難であり、厚さの増加によりアスペクト比が減少する。５重量部を超過する場合は、結晶化工程で余分な酸化亜鉛が不純物として機能し、不均一な核形成を促進させ、その結果、結晶体が小さくなる。
【００２６】
更に、前記水溶性融剤は核形成と核成長を容易にするために、固体状態を液体状態に変容させる。融解塩の中では、溶けた分子又は原子が互いに凝集することで、シードを形成し、拡散によって核形成および核成長が行われ、表面自由エネルギーと体積自由エネルギーが調節される。薄片状α−アルミナ結晶体の核形成は、典型的な同種核形成と、異種核形成に分類され、同種核形成では、溶液の過飽和度に依存する溶融塩溶液内の原子の拡散によって核形成が行われ、また、異種核形成では、容器または異なる固体や不純物の表面で核形成が行われる。しかし、大部分の核形成のように、薄片状α−アルミナ結晶体の核形成は異種核形成により行われる。核形成がるつぼの表面や不純物粒子の表面など固体表面で生成するため、界面エネルギーが同種核形成の時よりはるかに小さくなり、これにより活性化エネルギーが減少する。異種核形成において、溶液が固体表面と接触する濡れ角（ｗｅｔｔｉｎｇ ａｎｇｌｅ）に依存して活性化エネルギー値が変わり、一般的に、濡れ角が小さいほど核形成が容易である。しかし、濡れ角が小さい場合であっても、核形成が容易でない場合もしばしばある。これは濡れ角よりも表面での化学的親和力や他の物理的特性がより重要であるためである。なめらかな表面よりも、固体表面の微細孔や溝、核形成シードと固体表面に化学的適合性があると核形成が容易となる。
【００２７】
異種核形成は、るつぼの表面または不純物粒子の表面での核形成、またはエピタキシャル成長と呼ばれる特定方向への成長により行われる。
【００２８】
このような水溶性融剤は、本発明では特に限定しないが、関連技術で一般的に使用されるものを使用できる。アルミニウム前駆体と化学的親和力が優れ、低い温度でも溶融塩の形成が容易であり、結晶化後に、水に容易に溶解されるものならば使用できる。例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、硝酸カリウムおよび水酸化カリウムの中から選択される水溶性融剤が使用できる。前記水溶性融剤はアルミニウム前駆体１００重量部に対して８０〜１２０重量部の範囲で使用する。、前記使用量が８０重量部未満の場合、溶融塩の形成および薄片状α−アルミナ結晶体の成長が難しい。一方、１２０重量部を超過する場合、薄片状α−アルミナ結晶体の粒子サイズとアスペクト比が減少しがちである。
【００２９】
次に、前記金属前駆体水溶液に対してナトリウム塩水溶液を用いてｐＨ６．０〜７．５の範囲で滴定した後、加水分解して混合ゲルを製造する。
【００３０】
本発明で使用される前記ナトリウム塩溶液は特に限定しないが、関連技術で一般的に使用されるものを使用できる。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウムおよび燐酸ナトリウムの中から選択される、少なくとも１種を使用することができる。
【００３１】
次に、前記製造された混合ゲルをエージングおよび乾燥させて、混合ゲルを前処理する。この時、エージングは６０〜１００℃の温度で５〜３０時間行う。エージング温度が６０℃未満の場合、混合ゲルに含まれた偽ベーマイト結晶がよく成長しない。それに対し、１００℃を超過する場合は、熱水反応による偽ベーマイトの構造変化によって、薄片状結晶体が形成されない。また、エージング時間が５時間未満の場合、均一な混合ゲルを得るのが難しく、偽ベーマイトがよく成長せず、結果として、激しく凝集した薄片状α−アルミナ結晶体が製造される。一方、３０時間を超過すると、偽ベーマイトの過度な成長により、厚い薄片状α−アルミナ結晶体が製造される。
【００３２】
前述した混合、加水分解およびエージング工程を通して偽ベーマイトが形成、成長して、混合ゲルが均一に分散される。更に、結晶化工程での針状γ−アルミナの凝集により薄片状結晶体の形成を促進し、薄片状α−アルミナ結晶体の表面への酸化亜鉛の分布が、厚みの減少と粒子の成長を促進し、凝集の防止を誘発する。
【００３３】
次に、前記前処理された混合ゲルをか焼する。この時、か焼は３００〜７００℃の温度で１〜５時間行う。か焼温度が３００℃未満の場合、結晶体に含まれた構造水の完全な除去が不可能であり、一方、７００℃を超過する場合には、結晶水の除去工程と偽ベーマイトの凝集によって不均一な結晶体が形成される。
【００３４】
前記か焼工程において、結晶化工程で水分の触媒作用を防止するために、結晶水の除去によって発生する水分を十分に除去する。
【００３５】
次に、前記か焼された混合ゲルを結晶化する。結晶化は１，０００〜１，２００℃の温度で１〜７時間行われる。前記結晶化温度が１，０００℃未満の場合、薄片状α−アルミナ結晶体の製造が不可能であり、１，２００℃を超過する場合は融剤から硫黄（Ｓ）が離脱して溶融塩の維持が困難となるため、薄片状結晶体の凝集および、エネルギー消費が増加する。
【００３６】
前記結晶化工程において、α−アルミナに相転移される前の針状粒子の凝集によって、十分な大きさの薄片状結晶体が形成されるので、温度勾配のない均一な溶融塩を得ることができる。
【００３７】
前記結晶化されたケーキを関連技術で使用される通常の方法にて冷却、洗浄および乾燥を行う。本発明では室温まで冷却し、２０〜９０℃の水にケーキを溶解させ、濾過して融剤を除去した後、２０〜９０℃で０．１〜１０％硫酸溶液に分散させ、これを再び濾過および乾燥して薄片状α−アルミナ結晶体を得る。前記硫酸溶液の濃度が０．１％未満の場合、薄片状α−アルミナ結晶体がよく分散されない。それに対し、１０％を超過する場合は、廃液の処理費用が増加するのに、分散効果は増大しない。
【００３８】
結果として生じる、主成分として酸化アルミニウムと酸化亜鉛が含まれた薄片状α−アルミナ結晶体は、厚さ０．５μｍ以下、平均粒子径が１５μｍ以上、アスペクト比が５０以上である。従って、高級真珠光沢顔料およびセラミック材料の充填剤として優れた特性を有する。
【発明の効果】
【００３９】
前述したことから明らかなように、本発明の薄片状α−アルミナ結晶体は、主成分として酸化アルミニウムと酸化亜鉛を含有し、得られた結晶体の厚さが０．５μｍ以下であり、平均粒子サイズが１５μｍ以上であり、アスペクト比が５０以上である。従って、高級真珠光沢顔料およびセラミック材料の充填剤として適切である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
このような本発明を下記実施例に依拠して更に詳しく説明するが、本発明がこれに限定されるわけではない。
【００４１】
＜実施例１＞
純水１，２０４．７３ｍＬが入っている５Ｌ反応器に２７％硫酸アルミニウム溶液（Ａｌ2（ＳＯ4）3）を１，２６６．６７ｇ、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）を３４５ｇ、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）を２８０ｇ、及び３５％硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ4．７Ｈ2Ｏ）溶液６ｇを添加した後、６５℃の温度で混合して均一な混合溶液を得た。炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）３２０ｇと燐酸ナトリウム（（ＮａＰＯ3）6）２．７ｇを蒸留水９００ｍＬに６５℃の温度で溶解させて、アルカリ溶液を製造した。硫酸アルミニウム混合溶液を攪拌しながら、アルカリ溶液を２０ｍＬ／分の速度で滴定し、ｐＨが６．８となるように調節して、偽ベーマイトと融剤の混合ゲルを製造した。その後、混合ゲルを９０℃の温度で２０時間エージングさせた後、６０℃の温度で真空下で蒸留させ、１１０℃の温度で２０時間乾燥した。前記エージング工程前後のＸ線回折パターンを図２に表す。
【００４２】
前記乾燥された混合ゲルを約５ｍｍ以下のサイズに粉砕した後、２Ｌのアルミナるつぼに入れて５００℃で１時間か焼し、結晶水の形態の水分を十分に除去した。その後、温度を９３０℃まで上温させて３０分間維持することで、均一な溶融塩の生成と針状γ−アルミナ粒子の凝集による薄片状結晶体の生成が円滑となった。次に、１，１５０℃で５時間３０分間結晶化を行い、薄片状α−アルミナ結晶体を得た。るつぼを室温まで冷却し、６０℃の温水で融剤を溶解させた後、濾過して融剤と薄片状α−アルミナ結晶体を分離させた。
【００４３】
分離された薄片状α−アルミナ結晶体は、５Ｌ反応器に０．５％硫酸溶液３，０００Ｌと共に入れ、６０℃の温度で４８時間攪拌して粒子を完全に分散させた。これを再び濾過し、水で洗浄して１００℃で乾燥した。図５と図６の電子顕微鏡写真に見られるように、厚さ０．１〜０．３μｍ、平均粒子サイズ１５．６μｍである透明な薄片状α−アルミナ粒子が得られた。元素分析によって、この結晶体は０．５重量部の酸化亜鉛を含んでいることを確認した。
【００４４】
図３は前記で製造された薄片状α−アルミナ結晶体の温度別のＸ線回折パターンを表したものである。図から、結晶構造の変化が確認できる。図４は薄片状α−アルミナ結晶体の温度別の粒子形状の変化を示す電子顕微鏡写真である。温度が上昇するに従って、針状粒子の凝集による薄片状α−アルミナの形成を確認することができた。
【００４５】
＜実施例２＞
３５％硫酸亜鉛１２ｇを使用する以外は、前記実施例１と同様に実施して、透明な薄片状α−アルミナ結晶体を製造した。
【００４６】
合成された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さは０．１〜０．３μｍであり、平均粒子サイズは１５．３μｍである。元素分析の結果、１．０５重量部の酸化亜鉛を含んでいたことが確認された。
【００４７】
＜実施例３＞
３５％硫酸亜鉛１８ｇを使用する以外は、前記実施例１と同様に実施して、透明な薄片状α−アルミナ結晶体を製造した。
【００４８】
合成された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さは０．１〜０．３μｍであり、平均粒子サイズは１８μｍである。元素分析の結果、１．５２重量部の酸化亜鉛を含んでいたことが確認された。
【００４９】
＜実施例４＞
３５％硫酸亜鉛２４ｇを使用する以外は、前記実施例１と同様に実施して、透明な薄片状α−アルミナ結晶体を製造した。
【００５０】
合成された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さは０．１〜０．３μｍであり、平均粒子はサイズ２０．５μｍである。元素分析の結果、２．０５重量部の酸化亜鉛を含んでいたことが確認された。
【００５１】
＜実施例５＞
３５％硫酸亜鉛３０ｇを使用する以外は、前記実施例１と同様に実施して、透明な薄片状α−アルミナ結晶体を製造した。
【００５２】
図６の電子顕微鏡写真に表されるように、合成された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さは０．１〜０．３μｍであり、平均粒子サイズは１６．７μｍである。元素分析の結果、２．４８重量部の酸化亜鉛を含んでいることを確認した。
【００５３】
前記実施例１〜５で製造された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さおよび平均粒子のサイズは下記表１に表される。
【００５４】
【表１】
2008534417.tif 000004
【００５５】
前記表１に表されるように、本発明の実施例１〜５で製造された薄片状α−アルミナ結晶体は厚さが０．１〜０．５μｍの範囲であり、平均粒子のサイズは１５．３〜２０．５μｍの範囲である。
【００５６】
＜比較例１＞
従来の溶液化学法により実施例３と同様に製造するが、３５％硫酸亜鉛に代えて、３５％硫酸チタン（Ｔｉ（ＳＯ4）2．ｎＨ2Ｏ）溶液１８ｇを使用し、加水分解後のエージング工程と結晶化前のか焼工程を省き、結晶化後、硫酸溶液に代えて８０℃の水で分散を行って、薄片状α−アルミナ結晶体を製造した。
【００５７】
図８および図９の電子顕微鏡写真に見られるように、前記製造された薄片状α−アルミナ結晶体の厚さは０．３〜０．７μｍであり、平均粒子のサイズは１４．６μｍであった。元素分析の結果は、結晶が２．５２重量部の酸化チタンを含むことを示していた。結論として、この結晶体は、実施例１〜５に比べて厚さが厚く、平均粒子サイズが小さいため、アスペクト比が減少し、凝集が増加する結果となっている。
本発明は好ましい具体例によって詳細に記載されたが、当業者であれば上記に挙げられた本発明のクレームの範囲及び精神からそれることなく、種々の変更または代用が可能であることを認識しうる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による薄片状α−アルミナ結晶体の製造工程図を表したものである。
【図２】本発明による実施例１の加水分解した混合ゲルのエージング前後のＸ線回折パターンを表したものである。
【図３】本発明による実施例１の薄片状α−アルミナ結晶体の温度別のＸ線回折パターンを表したものである。
【図４】本発明による実施例１の薄片状α−アルミナ結晶体の温度別の粒子形態の変化を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明による実施例１で製造した薄片状α−アルミナ結晶体の粒子形状を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明による実施例１で製造した薄片状α−アルミナ結晶体の厚さを示す電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明による実施例５で製造した薄片状α−アルミナ結晶体の厚さを示す電子顕微鏡写真である。
【図８】従来の方法による比較例１で製造した薄片状α−アルミナ結晶体の粒子形状を示す電子顕微鏡写真である。
【図９】従来の方法による比較例１で製造した薄片状α−アルミナ結晶体の厚さを示す電子顕微鏡写真である。
【図１】
2008534417.tif 000005
【図２】
2008534417.tif 000006
【図３】
2008534417.tif 000007
【図４】
2008534417.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化アルミニウムと酸化亜鉛を主成分として含み、前記酸化アルミニウムと前記酸化亜鉛が１００：０．０４〜１００：５重量比で含まれることを特徴とする薄片状α−アルミナ結晶体。
【請求項２】
厚さが０．０４〜０．５μｍであり、平均粒子直径が１５〜２５μｍであり、アスペクト比が５０〜２５０であることを特徴とする、請求項１記載の薄片状α−アルミナ結晶体。
【請求項３】
１）水溶性融剤が含有されたアルミニウム前駆体溶液１００重量部に、前記アルミニウム前駆体１００重量部に対して亜鉛前駆体が０．０４〜５重量部の範囲で含まれた亜鉛前駆体溶液を混合し、金属前駆体溶液を製造する、
２）前記金属前駆体溶液に対してナトリウム塩溶液を用いてｐＨ６．０〜７．５で滴定して、前記溶液を加水分解して混合ゲルを製造する、
３）前記製造された混合ゲルを６０〜１００℃の温度で５〜３０時間熟成した後、乾燥させて混合ゲルを前処理する、
４）前記前処理された混合ゲルを３００〜７００℃の温度で１〜５時間か焼する、
５）前記か焼された混合ゲルを１，０００〜１，２００℃の温度で１〜７時間結晶化して、結晶化されたケーキを製造する、
６）前記結晶化されたケーキを室温まで冷却させ、２０〜９０℃の水に溶解させて濾過し、融剤を除去した後、２０〜９０℃の０．１〜１０％硫酸溶液に分散させ、濾過、洗浄および乾燥させてα−アルミナ結晶体を得る、
薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム前駆体は、アルミニウムの酸性塩、ハロゲン化物または酸化物の中から選択されることを特徴とする、請求項３記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項５】
前記亜鉛前駆体は、亜鉛の酸性塩、ハロゲン化物または酸化物の中から選択されることを特徴とする、請求項３記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項６】
前記水溶性融剤は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、硝酸カリウムまたは水酸化カリウムの中から選択されることを特徴とする、請求項３記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項７】
前記水溶性融剤は、アルミニウム前駆体１００重量部に対して８０〜１２０重量部含有することを特徴とする、請求項４または請求項６記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【請求項８】
前記ナトリウム塩は、炭酸ナトリウム、炭酸一水素ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｇｅｎｍｏｎｏｃａｒｂｏｎａｔｅ）、水酸化ナトリウムおよび燐酸ナトリウムの中から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項３記載の薄片状α−アルミナ結晶体の製造方法。
【国際調査報告】
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