(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールと、金属アルミニウムと、ハロゲン化物とを混合し、ｐＨを３以下に調整して、組成物Ａ１を得る、または、アルコールと、金属アルミニウムとを混合し、ｐＨを１１以上に調整して、組成物Ａ２を得る工程ａと、
前記組成物Ａ１または前記組成物Ａ２と、ホウ素化合物と、水とを混合し、ｐＨを４〜５に調整して、沈殿物Ｃを析出させ、前記沈殿物Ｃを採取する工程ｂと、
前記沈殿物Ｃを焼成して、ホウ酸アルミニウムウィスカーを得る工程ｃと、
を備えるホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
【請求項２】
前記工程ｂでは、まず、前記ホウ素化合物および前記水を含有する組成物Ｂを調製し、次いで、前記組成物Ａ１または前記組成物Ａ２と前記組成物Ｂとを混合する、請求項１に記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
【請求項３】
前記組成物Ｂを調製する際に、前記組成物Ａ１または前記組成物Ａ２と前記組成物Ｂとを混合した後のｐＨが４〜５の範囲内になるように、前記組成物ＢのｐＨを調整する、請求項２に記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
【請求項４】
前記工程ｃでは、前記沈殿物Ｃを、８００℃以上の焼成温度で焼成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3等の化学式で表される複酸化物）ウィスカーは、機械的強度や耐熱性などに優れており、各種材料の補強材等として使用される。
このようなホウ酸アルミニウムウィスカーを製造する方法として、従来、溶融剤を用いるフラックス法が知られているが、最後に溶融剤とウィスカーとを分離するのに手間がかかるという問題がある。
そこで、例えば、特許文献１には、「…アルミニウム化合物の粉末と、…ホウ素化合物の粉末とを均一に混合し、…次いで加熱して…ホウ酸アルミニウムウィスカーを生成させ…るに当たり、上記ホウ酸アルミニウムウィスカーの成長を促進する作用を有する助剤…を原料混合物に配合する」方法が記載されている（［請求項１］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０３８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、固体の粉末原料を混合して得られた前駆体を加熱してホウ酸アルミニウムウィスカーを製造するが、粉末原料を均一に混合する作業が煩雑であり、特に大量生産する場合には、この問題はより顕著である。
【０００５】
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、簡便な手法でホウ酸アルミニウムウィスカーが得られる、ホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供する。
［１］アルコールと、金属アルミニウムと、ハロゲン化物とを混合し、ｐＨを３以下に調整して、組成物Ａ１を得る、または、アルコールと、金属アルミニウムとを混合し、ｐＨを１１以上に調整して、組成物Ａ２を得る工程ａと、上記組成物Ａ１または上記組成物Ａ２と、ホウ素化合物と、水とを混合し、ｐＨを４〜５に調整して、沈殿物Ｃを析出させ、上記沈殿物Ｃを採取する工程ｂと、上記沈殿物Ｃを焼成して、ホウ酸アルミニウムウィスカーを得る工程ｃと、を備えるホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
［２］上記工程ｂでは、まず、上記ホウ素化合物および上記水を含有する組成物Ｂを調製し、次いで、上記組成物Ａ１または上記組成物Ａ２と上記組成物Ｂとを混合する、上記［１］に記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
［３］上記組成物Ｂを調製する際に、上記組成物Ａ１または上記組成物Ａ２と上記組成物Ｂとを混合した後のｐＨが４〜５の範囲内になるように、上記組成物ＢのｐＨを調整する、上記［２］に記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
［４］上記工程ｃでは、上記沈殿物Ｃを、８００℃以上の焼成温度で焼成する、上記［１］〜［３］のいずれかに記載のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡便な手法でホウ酸アルミニウムウィスカーが得られる、ホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、アルミニウムの電位−ｐＨ図である。
【図２】図２は、ホウ素の電位−ｐＨ図である。
【図３】図３は、焼成時間を０．５時間に固定し、焼成温度を変化させた場合のＸＲＤパターンである。
【図４】図４は、焼成温度を１１００℃に固定し、焼成時間を変化させた場合のＸＲＤパターンである。
【図５】図５（ａ）は、１１００℃で２時間の焼成を行なった場合のＳＥＭ像であり、図５（ｂ）は、１３００℃で２時間の焼成を行なった場合のＳＥＭ像である。
【図６】図６は、アスペクト比と焼成条件との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法（以下では、単に「本発明の製造方法」ともいう）は、アルコールと、金属アルミニウムと、ハロゲン化物とを混合し、ｐＨを３以下に調整して、組成物Ａ１を得る、または、アルコールと、金属アルミニウムとを混合し、ｐＨを１１以上に調整して、組成物Ａ２を得る工程ａと、上記組成物Ａ１または上記組成物Ａ２と、ホウ素化合物と、水とを混合し、ｐＨを４〜５に調整して、沈殿物Ｃを析出させ、上記沈殿物Ｃを採取する工程ｂと、上記沈殿物Ｃを焼成して、ホウ酸アルミニウムウィスカーを得る工程ｃと、を備えるホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法である。
【００１０】
本発明の製造方法によれば、ホウ酸アルミニウムウィスカーの前駆体（沈殿物Ｃ）を得るに当たって、固体の粉末原料を均一に混合する煩雑な作業がなく、原料を入れた液体を混合するだけでよいため、極めて簡便な手法で、ホウ酸アルミニウムウィスカーを製造することができる。このとき、不純物の少ない原料を使用することで、高純度のホウ酸アルミニウムウィスカーが得られる。
【００１１】
なお、以下では、工程ａが、アルコールと、金属アルミニウムと、ハロゲン化物とを混合し、ｐＨを３以下に調整して、組成物Ａ１を得る工程である場合を「第１態様」と呼び、工程ａが、アルコールと、金属アルミニウムとを混合し、ｐＨを１１以上に調整して、組成物Ａ２を得る工程である場合を「第２態様」と呼ぶ場合がある。
【００１２】
以下、本発明の製造方法が備える各工程について、詳細に説明する。このとき、まず、第１態様を先に説明し、次いで、第２態様を、第１態様と異なる点を中心に説明する。
【００１３】
［第１態様］
〔工程ａ（第１態様）〕
工程ａは、アルコールと、金属アルミニウムと、ハロゲン化物とを混合し、ｐＨを３以下に調整して、組成物Ａ１を得る工程である。
すなわち、工程ａは、エタノール等のアルコール中で金属アルミニウムをイオン（Ａｌ3+）化させて、アルミニウムエトキシド（Ａｌ（ＯＣ2Ｈ5）3）等のアルミニウムアルコキシドを含有する組成物Ａ１を得る工程である。
このとき、金属アルミニウムは、単にアルコールに添加しただけでは溶けない（イオン化しない）が、塩化物イオン（Ｃｌ-）等のハロゲン化物イオンによって表面皮膜（酸化アルミニウム）が除去され、更に、ｐＨ３以下という強酸条件によってイオン化する（Ａｌ3+イオンになる）。
【００１４】
〈金属アルミニウム〉
金属アルミニウム（Ａｌ）としては、特に限定されないが、最終生成物であるホウ酸アルミニウムウィスカーへの不純物の混入を抑制するため、高純度のものが好ましい。
なお、金属アルミニウムの態様は、特に限定されず、例えば、粒状、砂状、粉末状などが挙げられる。
【００１５】
〈ハロゲン化物〉
ハロゲン化物としては、フッ化物イオン（Ｆ-）、塩化物イオン（Ｃｌ-）、臭化物イオン（Ｂｒ-）、ヨウ化物イオン（Ｉ-）等のハロゲン化物イオンを与えることができれば特に限定されず、例えば、塩化アンモニウム、塩化アルミニウム等が挙げられるが、電離した陽イオンを後工程で除去することを要しないという理由から、アルミニウムハロゲン化物（ハロゲン化アルミニウム）が好ましく、塩化アルミニウムがより好ましい。
【００１６】
〈アルコール〉
アルコールとしては、後述する工程ｂにおいて水を添加してアルミニウムアルコキシドの加水分解を行なうことから、水と混和するアルコールが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等の炭素数１〜３のアルコールが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましい。
【００１７】
〈ｐＨ ３以下〉
図１は、アルミニウムの電位−ｐＨ図である。図１に示すように、アルミニウムがＡｌ3+として存在するためには、少なくとも、ｐＨをおよそ３以下にすることを要する。
そこで、工程ａにおいては、組成物Ａ１を得る過程で、金属アルミニウムが添加されるアルコールのｐＨを３以下、好ましくは１〜３に調整する。このとき、従来公知の酸成分をｐＨ調整剤として使用できるが、上述したハロゲン化物がｐＨ調整剤を兼ねていてもよい。例えば、塩化アルミニウムは、強いルイス酸である。
なお、ｐＨ電極（ガラス電極など）を有するｐＨ計は、一般的に、アルコールには使用できないことから、本発明において、ｐＨは、液のｐＨに応じて色が変化するｐＨ試験紙（アズワン社製）を使用して測定する（以下、同様）。
【００１８】
〈混合〉
工程ａにおいては、金属アルミニウムおよびハロゲン化物を添加し、ｐＨを３以下に調整したアルコールを、混合する。
混合の条件は、特に限定されず、金属アルミニウムがイオン化してアルミニウムアルコキシドが生成されるまで、必要に応じて加熱しつつ、公知の撹拌装置等を用いて混合を継続すればよく、例えば、アルコールの沸点以下の温度で６〜２４時間程度の混合を行うことが好適に挙げられる。このとき、アルミニウムアルコキシドが生成されることで、組成物Ａ１として、粘性のある灰白色の液体が得られる。
なお、各成分の添加順序は特に限定されないが、例えば、ハロゲン化物として塩化アルミニウムを使用する場合には、エタノール中に塩化アルミニウムを溶解させた後、金属アルミニウムを添加して混合することが好ましい。
【００１９】
〔工程ｂ（第１態様）〕
工程ｂは、工程ａで得られた組成物Ａ１と、ホウ素化合物と、水とを混合し、ｐＨを４〜５に調整して、沈殿物Ｃを析出させ、この沈殿物Ｃを採取する工程である。
すなわち、工程ｂは、組成物Ａ１に含有されるアルミニウムアルコキシドを水で加水分解することで沈殿物Ｃとして水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）を生成させつつ、ホウ素化合物に由来するホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）も沈殿物Ｃとして生成させる工程である。
このとき、水酸化アルミニウムおよびホウ酸は、液中で混合され、均一に分散する。
【００２０】
〈ホウ素化合物〉
ホウ素化合物としては、特に限定されないが、例えば、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）、四ホウ酸（Ｈ2Ｂ4Ｏ7）、メタホウ酸（ＨＢＯ2）などのホウ素のオキソ酸；これらのアルカリ金属塩；ホウ素エトキシドなどのホウ素のアルコキシド化合物；等が挙げられる。
これらのうち、ホウ素のオキソ酸が好ましく、ホウ酸がより好ましい。
【００２１】
〈水〉
工程ｂにおいて、水は、上述したように、加水分解に用いられるが、このような水としては、特に限定されず、例えば、イオン交換水などが使用される。
【００２２】
〈ｐＨ ４〜５〉
上述したように、工程ｂでは、組成物Ａ１に含有されるアルミニウムアルコキシドを加水分解することで水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）を析出させる。ここで、工程ａにおいて説明した図１のアルミニウムの電位−ｐＨ図を参照すると、アルミニウムを水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）として存在させるためには、少なくとも、ｐＨをおよそ４以上（１０以下）程度にすることを要することが分かる。
【００２３】
また、上述したように、工程ｂでは、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）も析出させる。
図２は、ホウ素の電位−ｐＨ図である。図２に示すように、ホウ素は、概略的には、ｐＨが高い場合にはイオン状態（ＨＢ4Ｏ7-、Ｂ4Ｏ72-、Ｈ2ＢＯ3-、ＨＢＯ32-、ＢＯ33-等）となり、ｐＨが低くなるとホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）として存在し得る。このような図２を参照すると、ホウ素をホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）として存在させるためには、少なくとも、ｐＨをおよそ５以下程度にすることを要することが分かる。
【００２４】
そこで、工程ｂにおいては、アルミニウムアルコキシドを含有する組成物Ａ１とホウ素化合物と水との混合物のｐＨを４〜５に調整する。こうして、アルミニウムおよびホウ素がイオン状態とならずに、沈殿物Ｃとして、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）およびホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）が両方ともに析出する。
【００２５】
なお、組成物Ａ１がｐＨ３以下の酸性域であることから、アルカリ成分を添加することで、ｐＨを少し上げて４〜５の範囲内にシフトさせてもよい。
使用するアルカリ成分としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物；アンモニア水、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの無機アルカリ；ジエタノールアミン、トリエチルアミンなどの有機アミン類；等が挙げられ、なかでも、アンモニア水が好ましい。
【００２６】
〈組成物Ｂ〉
工程ｂにおける各成分の配合順序は特に限定されないが、まず、ホウ素化合物および水を含有する組成物Ｂを調製し、次いで、この組成物Ｂと組成物Ａ１とを混合することが好ましい。このとき、組成物Ｂを調製する際には、組成物Ａ１と組成物Ｂとを混合した後のｐＨが４〜５の範囲内になるように、組成物ＢのｐＨを、上述したアルカリ成分等を用いて、調整しておくことがより好ましい。
これにより、組成物Ａ１に含有されるアルミニウムアルコキシドの加水分解（すなわち、水酸化アルミニウムの生成）と、ホウ酸の生成とが同時に行なわれ、水酸化アルミニウムおよびホウ酸が共沈するため、両者は、より均一に分散する。
【００２７】
〈沈殿物Ｃ〉
沈殿物Ｃは、上述したように、組成物Ａ１に含有されるアルミニウムアルコキシドを加水分解すること得られる水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）と、ホウ素化合物に由来するホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）とを含む。
沈殿物Ｃである水酸化アルミニウムおよびホウ酸は、液中で混合されて、均一に分散する。
【００２８】
〈採取〉
工程ｂで、沈殿物Ｃを採取する手段は特に限定されず、例えば、ろ紙を用いたろ過、遠心分離などの公知の手段を適宜選択できる。なお、沈殿物Ｃの採取に際して、必要に応じて、沈殿物Ｃを乾燥させてもよい。
【００２９】
〔工程ｃ（第１態様）〕
工程ｃは、工程ｂで採取した沈殿物Ｃを焼成して、ホウ酸アルミニウムウィスカーを得る工程である。工程ｂでは、水酸化アルミニウムおよびホウ酸が均一に分散した沈殿物Ｃが得られているため、これを焼成することで、均質な高品位のホウ酸アルミニウムウィスカーが得られる。
【００３０】
〈焼成（本焼成）〉
沈殿物Ｃを焼成（本焼成）する際の焼成温度および焼成時間に応じて、得られるホウ酸アルミニウムウィスカーの形状の組成や形状が変化し得る。
焼成温度は、例えば、８００℃以上であり、９００℃以上が好ましく、針状および柱状で、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3の組成式で表されるホウ酸アルミニウムウィスカーを得る観点からは、１１００℃以上がより好ましく、１２００℃以上が更に好ましい。なお、焼成温度の上限は、特に限定されず、使用する装置等に応じて適宜選択されるが、例えば、１５００℃以下が挙げられる。
また、焼成時間は、０．５時間以上が好ましい。焼成時間の上限は特に限定されないが、例えば、１５時間以下である。
【００３１】
〈仮焼成〉
工程ｃでは、沈殿物Ｃに対して、上記焼成（本焼成）を行なう前に、本焼成の焼成温度よりも低温で仮焼成を行なうことが好ましい。例えば、工程ａにおいて、ハロゲン化物として塩化アルミニウムを用いた場合には、最終生成物であるホウ酸アルミニウムウィスカーにとって不純物となる塩素を、この仮焼成で除去し得る。
仮焼成の温度は、８００℃未満が好ましい。仮焼成の温度の下限は特に限定されないが、例えば、ハロゲン化物として塩化アンモニウムを使用する場合、塩化アンモニウムの昇華温度は３３５℃であるから、この温度以上で仮焼成すればよい。また、仮焼成時間としては、例えば、０．５〜３時間が挙げられる。
不純物の除去をより有効に行なう観点から、仮焼成後の沈殿物Ｃを粉砕することが好ましく、仮焼成および粉砕を２回以上行なうことがより好ましい。
なお、上記焼成（本焼成）が、仮焼成を兼ねていてもよい。
【００３２】
〈ホウ酸アルミニウムウィスカー〉
ホウ酸アルミニウムは、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3、２Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3、１０Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3などの組成式で表される複酸化物であり、焼成温度や焼成時間によって、その組成式は変化し得る。
ホウ酸アルミニウムウィスカーは、一例として、針状粒子であるが、本発明においては、その形状は特に限定されず、例えば、板状や柱状であってよく、用途等に応じて適宜選択される。なお、焼成温度や焼成時間によって、ホウ酸アルミニウムウィスカーの形状は変化し得る。
ホウ酸アルミニウムウィスカーは、形状等に応じて粉体物性が変化するが、一般的に、機械的強度、耐薬品性、断熱性、耐熱性、中性子吸収能および電気絶縁性などの特性に優れており、断熱材、耐熱材、耐食材のほか、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの有機材料；セメント、ガラス、セラミックスなどの無機材料；アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金などの金属材料；等の補強材として使用できる。
【００３３】
［第２態様］
〔工程ａ（第２態様）〕
第２態様の工程ａは、アルコールと、金属アルミニウムとを混合し、ｐＨを１１以上に調整して、組成物Ａ２を得る工程である。第２態様の工程ａでは、エタノール等のアルコール中で金属アルミニウムをイオン（ＡｌＯ2-）化させて、アルコキシドを含有する組成物Ａ２を得る。このとき、金属アルミニウムは、単にアルコールに添加しただけでは溶けないが、ｐＨ１１以上の強アルカリ条件下でイオン化する（ＡｌＯ2-イオンになる）。
【００３４】
なお、金属アルミニウムおよびアルコールとしては、第１態様と同様のものが好適に挙げられる。また、混合の好適条件なども第１態様と同様であるが、混合の際に、溶解速度を上げる観点から、７０℃近辺の温度に保持することが好ましい。
【００３５】
〈ｐＨ １１以上〉
図１（アルミニウムの電位−ｐＨ図）に示すように、アルミニウムがＡｌＯ2-として存在するためには、少なくとも、ｐＨをおよそ１１以上にすることを要する。
そこで、第２態様の工程ａにおいては、組成物Ａ２を得る過程で、金属アルミニウムが添加されるアルコールのｐＨを１１以上、好ましくは１１〜１４に調整する。
このとき、従来公知のアルカリ成分をｐＨ調整剤として使用でき、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
【００３６】
〔工程ｂ（第２態様）〕
第２態様の工程ｂは、工程ａで得られた組成物Ａ２と、ホウ素化合物と、水とを混合し、ｐＨを４〜５に調整して、沈殿物Ｃを析出させ、この沈殿物Ｃを採取する工程である。
第２態様の工程ｂでは、組成物Ａ２に含有されるアルコキシドを加水分解することで沈殿物Ｃとして水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）を生成させつつ、ホウ素化合物に由来するホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）も沈殿物Ｃとして生成させる工程である。
【００３７】
なお、組成物Ａ２がｐＨ１１以上のアルカリ性域であることから、酸成分を添加することで、ｐＨを下げて４〜５の範囲内にシフトさせてもよい。
使用する酸成分としては、特に限定されないが、例えば、有機酸および無機酸が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、フッ化水素酸などの二元酸（水素酸）；硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸などのオキソ酸（酸素酸）；等が挙げられる。
【００３８】
その他の事項、例えば、工程ｂで使用するホウ素化合物および水は、第１態様と同様のものが好適に挙げられる。また、工程ｂにおいて、ｐＨを４〜５にする意義についても、第１態様と同様であるため、説明を省略する。
更に、第２態様においても、まず、ホウ素化合物および水を含有する組成物Ｂを調製し、次いで、この組成物Ｂと組成物Ａ２とを混合することが好ましい。このとき、組成物Ｂを調製する際には、組成物Ａ２と組成物Ｂとを混合した後のｐＨが４〜５の範囲内になるように、組成物ＢのｐＨを、上述した酸成分等を用いて、調整しておくことがより好ましい。
そして、工程ｂにおいて得られる沈殿物Ｃ、および、これを採取する手段についても、第１態様と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
〔工程ｃ（第２態様）〕
第２態様の工程ｃは、第１態様と同様に、工程ｂで採取した沈殿物Ｃを焼成して、ホウ酸アルミニウムウィスカーを得る工程である。
第２態様の工程ｃにおいて、焼成（本焼成）および仮焼成の条件、ならびに、得られるホウ酸アルミニウムウィスカーについては、第１態様の工程ｃと同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
（各成分の配合量）
第１態様および第２態様において、各工程で使用する各成分の配合量は、化学量論を考慮して、適宜設定すればよい。
例えば、最終生成物として、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3の組成式で表されるホウ酸アルミニウムウィスカーを得たい場合には、化学量論的に、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3が得られるような量で、アルミニウム供給成分である金属アルミニウムや、ホウ素供給成分であるホウ素化合物などを使用すればよい。
また、アルカリ成分や酸成分も、目標のｐＨとなる量を、適宜使用すればよい。
【実施例】
【００４１】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
〈材料〉
以下では、アルミニウム粉末（Ａｌ、純度：９８％、関東化学社製）、無水塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3、純度：９８．０％、和光純薬工業社製）、無水エタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ、純度：９９．５％、和光純薬工業社製）、ホウ酸粉末（Ｈ3ＢＯ3、純度：９９．５％、和光純薬工業社製）、イオン交換水、アンモニア水（ＮＨ3、純度：２５％、和光純薬工業社製）を使用した。
なお、ｐＨ測定には、ｐＨ試験紙（アズワン社製）を用いた。
【００４３】
〈製造〉
（工程ａ）
エタノール１００ｍＬに、無水塩化アルミニウム１０ｇを加えた。無水塩化アルミニウムが完全に溶解した後、アルミニウム粉末２．５ｇを加えた。７８℃で１２時間の加熱撹拌を行ない、粘性のある灰白色の液体である組成物Ａ１を得た。組成物Ａ１のｐＨは１〜２の範囲内であった。
【００４４】
（工程ｂ）
イオン交換水１００ｍＬに、ホウ酸粉末５ｇおよびアンモニア水１０ｍＬを加え、常温で３０分間の撹拌を行ない、無色透明な溶液である組成物Ｂを得た。組成物ＢのｐＨは１０であった。
次に、組成物Ｂに、工程ａで得た組成物Ａ１の全量を少量ずつ加え、加水分解とｐＨ調整とを同時に行なった。ｐＨが４〜５の範囲内になると、粘度が増大し、灰色の沈殿物Ｃが得られた。遠心分離器（３５００ｒｐｍ、１８０秒）で固相と液相とに分離して、ホウ酸アルミニウムの前駆体である灰色のゲル状物質（沈殿物Ｃ）を採取した。
【００４５】
（工程ｃ）
ゲル状物質（沈殿物Ｃ）の塩素を除去するために、大気中で、７００℃で２時間の熱処理（仮焼成）を行なった後、粉砕した。仮焼成および粉砕を２回繰り返して得られた粉末を、電気炉を用いて、各種の焼成温度（９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、または、１３００℃）で、各種の焼成時間（０．５時間、１時間、２時間、５時間、または、１０時間）の焼成（本焼成）を行なった。
【００４６】
〈評価〉
（ＸＲＤ）
まず、本焼成の焼成時間を固定し、焼成温度を変化させた場合の粉末について、卓上粉末Ｘ線回折装置（リガク社製、Miniflex II）を用いて、Ｘ線回折（X-ray diffraction，ＸＲＤ）を行なった。結果を図３に示す。
図３は、焼成時間を０．５時間に固定し、焼成温度を変化させた場合のＸＲＤパターンである。図３に示すように、焼成温度の上昇に伴って９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3のピークが顕著となった。
次に、本焼成の焼成温度を１１００℃に固定し、焼成時間を変化させた場合の粉末について、ＸＲＤを行なった。結果を図４に示す。
図４は、焼成温度を１１００℃に固定し、焼成時間を変化させた場合のＸＲＤパターンである。図４に示すように、いずれの焼成時間においても ９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3のピークが確認された。焼成時間が０．５時間および１時間の場合は、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3および２Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3のピークが確認された。焼成時間が２時間の場合は、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3、２Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3、および、１０Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3のピークが確認された。焼成時間が５時間および１０時間の場合は、９Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3、および、１０Ａｌ2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3のピークが確認された。
【００４７】
（ＳＥＭ）
本焼成後の粉末について、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope，ＳＥＭ）による観察を行なった。なお、ＳＥＭとしては、日本電子社製の「ＪＳＭ−５３１０」を用いた。
図５（ａ）は、１１００℃で２時間の焼成を行なった場合のＳＥＭ像であり、図５（ｂ）は、１３００℃で２時間の焼成を行なった場合のＳＥＭ像である。
図５（ａ）に示すように、１１００℃で２時間の焼成を行なった場合には、微細な針状粒子が得られ、焼成温度の上昇に伴い、図５（ｂ）に示すように、板状粒子と柱状粒子とが出現した。
【００４８】
（アスペクト比）
本焼成後の粉末のＳＥＭ像における粒子を目視で測長して、アスペクト比（長辺／短辺）を求めた。
図６は、アスペクト比と焼成条件との関係を示すグラフである。アスペクト比が大きければ針状粒子、小さければ柱状粒子、板状粒子と言えるが、図６に示すように、焼成時間が長くなるに従い、アスペクト比が小さくなり、粒子が太くなる傾向が見られた。
また、同じ焼成時間どうしで比べた場合には、焼成温度が高いほど、粒子が太くなる傾向が見られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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