(57)【要約】【課題】  従来、粉末状の形態で合成され、提供されていたベーマイトを、さらに利用可能性の高い、一辺の長さが少なくともｍｍ単位の大きな長さを有する膜及びその合成方法を提供しようというものである。【解決手段】  水酸化ナトリウム水溶液中に、アルミニウム板を投入し、オートクレーブにて水熱反応させ、アルミニウム板表面に自然剥離して成る合成ベーマイト膜の自立膜を生成させ、回収することにより、一辺の長さがｍｍ単位以上の大きなベーマイト自立膜を得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム板をオートクレーブにて水酸化ナトリウム水溶液と水熱反応せしめることによって得られてなるベーマイト自立膜。
【請求項２】
前記ベーマイト自立膜が、１辺の長さが少なくともｍｍ単位の長さを有してなる請求項１記載のベーマイト自立膜。
【請求項３】
水酸化ナトリウム水溶液と、アルミニウム板をオートクレーブにて水熱反応させ、アルミニウム板表面に自然剥離して成る合成ベーマイト膜の自立膜を生成させ、回収することを特徴とする、ベーマイト自立膜の製造方法。
【請求項４】
前記ベーマイト自立膜が、１辺の長さが少なくともｍｍ単位の長さを有してなるものである、請求項３に記載のベーマイト自立膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーマイト自立膜とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーマイト（ＡｌＯ（ＯＨ））は、フィラー、難燃剤等の用途に使用されている。通常、合成して得られたものは、粉末状態で得られ、この状態で市販に供されている。主な使用態様はゴム、樹脂、塗料などに混ぜて使用され、これらの素材に対して難燃性を付与し、あるいは物理的性状を強化するために用いられている。合成によって得られたベーマイトの物理的性状は、針状（特許文献１）、六角板状（特許文献２）、板状（特許文献３）、円盤状（特許文献４）、薄片状（特許文献５）など種々の形態のものが提案され、開発されているが、その何れも、サブミクロンから数十ミクロン程度の微細な粉末であり、大きな自立した膜で得ることはできなかった。
【０００３】
一方、これとは異なり、アルミニウム金属を保護する目的で、アルミニウム金属の表面にベーマイト皮膜を積極的に形成することも盛んに研究されている（特許文献６〜９）。しかしながら、この場合のベーマイト皮膜は薄いものであり、しかもアルミニウム金属表面をしっかりと被覆、固着して形成され、下地層と一体に形成されてなるものであって、ベーマイト被膜だけを剥離して、独立した形態で利用することは極めて困難なことであった。  すなわち、ベーマイトを自立膜として得ることについては、これまで提案されたことはなく、このような形態のものは、存在していなかった。
【特許文献１】特開２００３−０５４９４１号公報
【特許文献２】特開２００３−００２６４２号公報
【特許文献３】特開２００３−００２６４１号公報
【特許文献４】特開２００１−２６１３３１号公報
【特許文献５】特開２００１−１８０９３０号公報
【特許文献６】特開２００３−０７３８５３号公報
【特許文献７】特開２００３−０５４２００号公報
【特許文献８】特開２００３−０３４８９４号公報
【特許文献９】特開２００１−３４８６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベーマイトの用途は上記記載したとおり、樹脂等に混合、混練して用いられていることから、この限りでは粉末であることはさしたる不都合はないが、それ以外の用途、ベーマイトの有している電気的、化学的特性を生かし、例えば電気材料、各種デバイス、フィルター、センサーあるいは触媒等の設計に利用しようとすると、粉末状態のものでは適さない場合がある。すなわち、自立した膜として供給されることが求められる場合がある。勿論、このような試みはこれまで存在しておらず、これが実現できれば、ベーマイトの利用価値はさらに高まること、広く一般のユーザーにとって好ましいことであることは縷々述べるまでもなく自明であると思料される。このような形態からなるベーマイトは、それ自体新規な形態の材料であることから、これまでの用途以外にも広く工業材料として用いられることが期待される。これによって、各種工業材料設計において、材料の選択に幅ができ、自由度が与えられ、優れた設計に結びつき、格別の作用効果が奏せられるものと期待される。勿論、これによってベーマイト自体の利用が一層促進され、これまでの用途を越えた、新規な利用形態を誘起し、産業の発展に寄与するものと期待される。本発明は、このような期待、要請に応えようとするもので、ベーマイトの自立した膜、利用価値の高い、一辺の長さが少なくてもｍｍ単位の長さ、あるいはそれ以上ｃｍ単位、さらにはそれ以
上の大きなものまでにも及ぶ巨大な自立した膜とその合成方法を提供しようというものである。これによって、これまで、粉末状態でしか得ることができなかったベーマイトに一石を投じ、新たな用途開発を促すことが期待される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らにおいては前示狙いを達成すべく鋭意研究した結果、水酸化ナトリウム水溶液中にアルミニウム板を浸漬し、アルミニウム板を該溶液中で所定時間オートクレーブにて水熱反応させたところ、用いた基板とほぼ同等の大きさを有した、一辺の長さが極めて長い、ｍｍ単位以上の、ｃｍ級あるいはそれ以上にも及ぶ長さを有してなる膜状生成物がアルミ板表面上に板材から遊離した状態で生成し、その形態を安定に維持しながらこれを簡単に分離回収できたこと、生成物を洗浄し、乾燥し、同定したところベーマイトを含んでいること、等が明らかになった。そしてさらに研究を重ねた結果、自立した大きな膜状ベーマイトを得るのに成功したものである。本発明は、この一連の知見と成功に基づいてなされたものであり、その構成は以下（１）ないし（４）に記載したとおりのものである。
【０００６】
（１）  アルミニウム板をオートクレーブにて水酸化ナトリウム水溶液と水熱反応せしめることによって得られてなるベーマイト自立膜。
【０００７】
（２）  前記ベーマイト自立膜が少なくともｍｍ単位を越える長さを有してなる請求項１記載のベーマイト自立膜。
【０００８】
（３）  水酸化ナトリウム水溶液と、アルミニウム板をオートクレーブにて水熱反応させ、アルミニウム板表面に自然剥離して成る合成ベーマイト膜の自立膜を生成させ、回収することを特徴とする、ベーマイト自立膜の製造方法。
【０００９】
（４）  前記ベーマイト自立膜が少なくともｍｍ単位を越える長さを有してなるものである、請求項３に記載のベーマイト自立膜の製造方法。
【００１０】
ここに、本発明において自立した膜は、従来のアルミ金属を保護する処理プロセスによって得られてなる非自立型膜に対して、これとは区別するものであると同時に、粉末状のものに対して、これとは基本的に異なる、かなりの大きな面積的広がりを持った、ベーマイト組織自体で自立してなる、粉末以外の有形物を含み、有形物の形状にとらわれることなくこれらを包括的に総称して指すものである。したがって、その形状自体に格別の意味や、特有な狙い、作用効果がある場合であってもその例外ではなく、当然に含んでいるものである。すなわち、本発明における自立した膜は、後述する実施例からも明らかなように、出発材料であるアルミニウム板に依存し、その外形形状、表面形状に依存して得られるものである。その中には、平板状、湾曲板状、あるいは紐状等々、何れも粉末以外の自立した厚みの薄い有形物を指し、その形状は任意である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、これまで困難であったベーマイトの自立膜とその合成方法を提供するものであり、これにより、これまでは粉末状の形態でしか利用されていなかったベーマイトをして、新規な形態のベーマイト材料を提供するものであるので、その意義は大きい。すなわち、粉末状態でしか得られなかったこれまでの利用の態様からは考えることができなかった、例えば、電気材料や、デバイスの設計、センサー、さらには触媒設計等各種技術分野における材料設計に使用されることが考えられ、これら分野に新しい材料を提供し、これによって材料設計に自由度をもたらし、さらなる利用への道を開くことが期待され、これによって広く産業の発展に寄与するものと期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明では、ベーマイト自立膜とその合成のための、アルミニウム元素の供給源として、任意の形状のアルミニウム板を用いる。図１に本発明の合成方法を行うために使用する反応容器の概念図を示す。図２は、本発明の膜状生成物をＸ線回折分析法によって同定し
た際のＸ線回折チャートを示す。
【００１３】
まず、円筒形のフッ素樹脂容器１の中に、水酸化ナトリウム水溶液２を入れる。水酸化ナトリウム水溶液の濃度は、０．１ｍｏｌ／ｌ  〜  １ｍｏｌ／ｌが好ましい。この溶液の中にアルミニウム板３を浸漬させて、容器１にフッ素樹脂の蓋４を被せる。蓋４をしたフッ素樹脂容器１全体を、さらにステンレス鋼製の容器５に入れ、ステンレス鋼の蓋６をして密閉し、このステンレス鋼容器全体を電気炉で加熱する。加熱温度は１２０〜１８０℃が好ましく、加熱時間は３時間以上が好ましい。アルミニウム板の表面では、アルミニウムと水酸化ナトリウム水溶液との反応が進行し、所定時間反応させた後、ステンレス鋼容器全体を電気炉から取り出して、温度が下がってから、容器１の蓋４を開けて観察したところ、合成されたベーマイトが膜状にアルミニウム板材表面に生成、析出し、しかも、板材から簡単にはがれる状態で生成した。該膜をそっと注意深く取り出したところ、膜状の形態が維持されたまま簡単に剥離することができた。そして剥離した膜を蒸留水で洗浄し、乾燥し、Ｘ線回折法で同定したところ膜成分は、ベーマイトであることが明らかとなった。すなわち、自立したベーマイト膜が自然に剥離して生成したことが明らかとなった。以下、本発明を容易に理解するための一助として、具体的に説明した実施例を記載する。
【実施例１】
【００１４】
アルミニウム板として、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの純アルミニウム板（和光純薬工業株式会社製：純度９９．９９％）を用意した。０．５ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液４ｃｃをフッ素樹脂製容器に入れた。その中にアルミニウム板を浸漬させて、フッ素樹脂の蓋をして、それ全体をステンレス鋼容器に入れて密閉した。ステンレス鋼容器を電気炉に入れて、１５０℃で１２時間加熱を行った。ステンレス鋼容器を電気炉から取り出して、室温に下がるまで放置した。温度が下がってから、容器を開けると容器の中には白色を呈した自立膜が合成されていてアルミニウム板から自然剥離してその上に載った状態で存在していた。この自立膜を溶液から取り出し、水洗後、乾燥させた。得られた自立膜の大きさは縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍであった。この自立膜をＸ線回折装置で測定した結果図２に示す結果が得られ、ベーマイトが合成されていることが確認された。
【００１５】
本発明は、上記以外に多数の実験を重ね、データを得、これらに基づいてなされたものであり、上記実施例は、あくまでもその一例を具体的に示したものである。これらの実験を通じ、本発明は、上記実施例のみによって限定されるものでは決してないし、また、このことは通常の知識を有する者において明らかなことと思料される。すなわち、出発反応溶液の濃度、アルミニウム板の状態、反応温度、反応時間等の条件は、上記実施例で示した条件を参考にしながら適宜設定することができることは、いうまでもない。本発明者らは、上記したように数多くの実験を繰り返し、鋭意研究した結果、上記各反応条件は、それぞれ極めて広く設定することができることを確認した。すなわち、本発明のねらいとする生成物は、かなり広範な条件領域のもとで実施可能であることが確認されたが、何れにしても、膜厚や、その膜生成物の表面状態、密度等は、これらの諸条件の設定、組み合わせによって影響されることも確かである。また、上記実施例においては、一方の出発材料であるアルミニウム金属は、平板状のものを用いたが、これについても限定されることはない。すなわち、得ようとする膜の形状に応じ、出発材料を選択すればよく、湾曲構造を呈したもの、あるいはナイフ等によって所定形状に傷を付けることで、所定形状に加工したものや、区画したものなども用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、これまで粉末形態でしか提供されていなかったベーマイトに対し、新規な材料形態である大きな面積の膜状にて生成させる、新規な合成方法を提供するものである。これによって前記したとおり新規な形態の材料を提供するものであるので、それ自体産業
上利用しうる発明をなしたものであることは勿論、これによってベーマイトのさらなる有効な活用が促進され、新しい電気材料、デバイス設計、触媒設計、フィルター、センサー設計等を誘発することに結びつき、各種分野の材料設計に大いに利用され、広く産業の発展に大いに寄与するものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のベーマイト自立膜の合成方法に用いる反応容器断面の概念図。
【図２】実施例で生成した膜のＸ線回折法によるデータを示す回折図。
【符号の説明】
【００１８】
１  フッ素樹脂容器
２  水酸化ナトリウム水溶液
３  アルミニウム板
４  蓋
５  ステンレス鋼容器
６  蓋
【図１】
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【図２】
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