(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次粒子径が０．０１μｍ〜０．３μｍであり、ＤＯＰ吸油量が９０ｍＬ／１００ｇ〜３００ｍＬ／１００ｇであることを特徴とするギブサイト型水酸化アルミニウム粒子。
【請求項２】
ＢＥＴ比表面積が１５ｍ2／ｇ〜１００ｍ2／ｇである請求項１に記載のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子。
【請求項３】
アルミン酸ナトリウム水溶液を部分中和することにより水酸化アルミニウムを析出させて水酸化アルミニウムスラリーとし、該水酸化アルミニウムスラリーを４０℃〜９０℃で熟成処理することを特徴とする請求項１に記載のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子の製造方法。
【請求項４】
アルミン酸ナトリウム水溶液のアルミニウム含有量が、該水溶液を基準とするＡｌ2Ｏ3換算で１００ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌであり、ナトリウム含有量が、該水溶液を基準とするＮａ2Ｏ換算で１００ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌである請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
アルミニウム酸性塩を加えて部分中和する請求項３または請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
アルミニウム酸性塩の使用量（Ｗ）が、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要するアルミニウム酸性塩の使用量（Ｗ0）に対する使用量比として示される中和モル比（＝Ｗ／Ｗ0）で、０．３〜０．７である請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を含有する樹脂組成物。
【請求項８】
前記ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子の充填量が樹脂１００質量部あたり３０質量部〜１５０質量部である請求項７に記載の樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子に関し、詳しくは樹脂に充填される難燃
剤として好適に使用される水酸化アルミニウム粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、樹脂に充填される難燃剤として有用であり、例えば特許文献１〔特開平３−８７１５号公報〕には、平均一次粒子径０．１５μｍ以下のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子が難燃剤として用いうる旨が開示されている。
【０００３】
しかし、ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子としては、より難燃性に優れたものが求められている。
【特許文献１】特開平３−８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明者は、より高い難燃性を示すギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、一次粒子径が０．０１μｍ〜０．３μｍであり、ＤＯＰ吸油量が９０ｍＬ／１００ｇ〜３００ｍＬ／１００ｇであることを特徴とするギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、より高い難燃性を示すので、樹脂に充
填されて用いられる難燃剤として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、ギブサイト型の結晶構造を主結晶相とする水酸化アルミニウムの粒子であり、化学式Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏで示される化合物である。結晶構造は粉末Ｘ線回折法（粉末ＸＲＤ法）により調べることができる。
【０００８】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子の一次粒子径は、０．０１μｍ〜０．３μ
ｍであり、好ましくは０．０３μｍ以上、０．２μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ
以下である。一次粒子径が０．０１μｍ未満であったり、０．３μｍを超えると、十分な
難燃性を示さない。一次粒子径は、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により得られる顕
微鏡写真から測定することができる。
【０００９】
ＤＯＰ吸油量は、９０ｍＬ／１００ｇ〜３００ｍＬ／１００ｇであり、好ましくは１００ｍＬ／１００ｇ〜１８０ｍＬ／１００ｇである。ＤＯＰ吸油量が９０ｍＬ／１００ｇ未満では、難燃性が十分ではなくなる傾向にあり、また３００ｍＬ／１００ｇを超えると、加熱溶融状態の樹脂に加えると、その流動性が低下して、成形が困難となる傾向にある。
【００１０】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、平均二次粒子径が通常０．１μｍ以上
であり、１０μｍ以下、さらには５μｍ以下であることが好ましい。平均二次粒子径は、
水酸化アルミニウム粒子を水に分散させ、レーザー散乱式粒度分布計により測定すること
ができる。平均二次粒子径が１０μｍを超えると、樹脂に充填したときに物性に劣る樹脂
組成物が得られ易い。
【００１１】
また、４５μｍを超える粒子径の二次粒子があっても、樹脂に充填したときに物性に劣る
樹脂組成物が得られ易いことから、４５μｍを超える二次粒子が０．１質量％以下、さら
には０質量％であることが好ましい。４５μｍを超える二次粒子の含有量は、例えば電子
顕微鏡による観察により求めることができる。
【００１２】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子のＢＥＴ比表面積は、１５ｍ2／ｇ〜１０
０ｍ2／ｇであることが好ましい。
【００１３】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、例えばアルミン酸ナトリウム水溶液を
部分中和することにより水酸化アルミニウムを析出させて水酸化アルミニウムスラリーと
し、該スラリーを４０℃〜９０℃で熟成処理する方法により製造することができる。
【００１４】
アルミン酸ナトリウム水溶液のアルミニウム含有量は、該水溶液を基準とするＡｌ2Ｏ3換
算で通常１００ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌであり、ナトリウム含有量は、該水溶液を基準とするＮａ2Ｏ換算で通常１００ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌである。
【００１５】
部分中和するには、例えばアルミニウム酸性塩を加えればよい。アルミニウム酸性塩とは
、これ単独を水に溶解させた水溶液が酸性を示す塩であり、例えば硫酸アルミニウム、塩
化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどが挙げられる。アルミニウム酸性塩の使用量（Ｗ）は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和することなく、水酸化アルミニウムを析出させることができる程度であり、具体的にはアルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要するアルミニウム酸性塩の使用量（Ｗ0）に対する使用量比として示される中和モル比（＝Ｗ／Ｗ0）で、０．３〜０．７程度である。アルミニウム酸性塩を加える際の温度は、通常０℃〜４０℃程度である。アルミニウム酸性塩は攪拌下に加えることが好ましい。
【００１６】
アルミニウム酸性塩を加えることにより、アルミン酸ナトリウム水溶液が中和されて、水
酸化アルミニウムが析出し、水に水酸化アルミニウムが分散された水酸化アルミニウムス
ラリーが得られる。
【００１７】
得られた水酸化アルミニウムスラリーを熟成する。熟成は、４０℃〜９０℃に加温するこ
とにより行われる。熟成に要する時間は、通常５時間〜７日程度である。熟成により、析
出した水酸化アルミニウムが徐々にギブサイト化して、本発明のギブサイト型水酸化アル
ミニウム粒子を得ることができる。
【００１８】
得られたギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、例えば熟成後のスラリーを遠心分離処
理して固液分離したのち、固形分として取り出すことができる。取り出されたギブサイト
型水酸化アルミニウム粒子は、さらに純水、メタノールなどのアルコール類により洗浄し
て、ナトリウム分を除去することが好ましい。
【００１９】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子は、樹脂に充填される難燃剤として好適に
使用することができ、本発明の水酸化アルミニウム粒子を含有する樹脂組成物は、難燃性に優れている。
【００２０】
樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどのオレフ
ィン単独重合体、
エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、プロ
ピレンーブテンランダム共重合体、プロピレン−ブテンブロック共重合体、エチレン−プ
ロピレン−ブテン共重合体などのオレフィン共重合体などのオレフィン樹脂、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル、
ポリカプロラクタム、ポリヒドロキシブチレートなどのポリエステル、
ナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１０、ナイロン−１２、ナイロン−４６など
のポリアミドなどが挙げられる。
【００２１】
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、メラミン樹脂などが挙げられる。
【００２２】
ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子の充填量は、樹脂１００質量部あたり通常３０質量
部〜１５０質量部程度である。
【００２３】
本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を含有する樹脂組成物は、例えば本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を樹脂に充填する方法により製造することができる。充填方法は特に限定されるものではなく、樹脂の種類に応じて適宜選択され、例えば熱可塑性樹脂に本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子を充填する場合には、熱可塑性樹脂を本発明のギブサイト型水酸化アルミニウム粒子と混合し、加熱して溶融混練すればよい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
なお、各実施例において、得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は、ＪＩＳ  Ｋ６２２１(1982)の吸油量Ｂ法（へら練り法）においてＤＢＰ（ジブチルフタレート）に代えてＤＯＰ（ジオクチルフタレート）を用いる以外は同法に従って求めた。
一次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真から求めた。
主結晶相は、Ｘ線回折装置〔理学電機製、「ＲＡＤ−ＲＢ  ＲＵ−２００」〕を用いて求めたＸ線回折スペクトルにおいて、最も高い相対ピーク強度を示すピークから求めた。
平均二次粒子径は、水酸化アルミニウム粒子を純水に分散させ、レーザー散乱式粒度分布計〔リード アンド ノースラップ社製、「マイクロトラックＨＲＡ」〕により、粒度分布曲線を求め、５０質量％粒子径として求めた。
ＢＥＴ比表面積は窒素吸着法により求めた。
樹脂組成物の酸素指数は、ＪＩＳ  Ｋ７２０１に従って求めた。
【００２６】
実施例１
〔水酸化アルミニウム粒子の製造〕
ナトリウム含有量（Ｎａ2Ｏ換算）１３２ｇ／Ｌ、アルミニウム含有量（Ａｌ2Ｏ3換算）１３６ｇ／Ｌのアルミン酸ナトリウム水溶液１２０９質量部に、２５℃にて、５．３質量％濃度の硫酸アルミニウム水溶液６１２質量部を加えたところ、水酸化アルミニウムが析出した。その後、同温度で６０分間撹拌した。なお、硫酸アルミニウムの使用量は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要する量の０．５１倍である。
【００２７】
次いで、純水１０００質量部を加え、６０℃に加温し、同温度で４日間静置して熟成したのち、室温（約２５℃）まで冷却し、遠心分離により固液分離して、固形分を取り出した。得られた固形分は、純水２８２０質量部を加え、撹拌したのち、遠心分離により固液分離する操作を３回繰り返して、洗浄した。洗浄後の固形分を大気中、１２０℃で乾燥し、解砕機〔フリッチュ社製、「ロータースピードミル」〕により解砕処理して、水酸化アルミニウム粒子を得た。
【００２８】
得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は１５８ｍＬ／１００ｇであり、一次粒子径は概ね０．２μｍであり、主結晶相はギブサイト型であった。また、平均二次粒子径は０．５μｍであり、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まず、ＢＥＴ比表面積は２０ｍ2／ｇであった。
【００２９】
〔樹脂組成物の製造〕
上記で得た水酸化アルミニウム粒子５０質量部をペレット状の低密度ポリエチレン〔住友
化学社製、「ＦＳ−１５０」〕１００質量部と混合し、混練機〔東洋精機社製、「ラボプ
ラストミル」〕により１６０℃、スクリュー回転速度４０ｒｐｍにて溶融混練して、樹脂
組成物を得た。この樹脂組成物の酸素指数は、２１．９％であった。結果を第１表に示す
。
【００３０】
実施例２
〔水酸化アルミニウム粒子の製造〕
ナトリウム含有量（Ｎａ2Ｏ換算）１２９ｇ／Ｌ、アルミニウム含有量（Ａｌ2Ｏ3換算）１３４ｇ／Ｌのアルミン酸ナトリウム水溶液１２０９質量部に、４℃にて、５．３質量％濃度の硫酸アルミニウム水溶液５７３質量部を加えたところ、水酸化アルミニウムが析出した。その後、氷冷しながら６０分間撹拌した。なお、硫酸アルミニウムの使用量は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要する量の０．４１倍である。
【００３１】
次いで、純水１０００質量部を加え、４５℃に加温し、同温度で４日間静置して熟成した
のち、室温（約２５℃）まで冷却し、遠心分離により固液分離して、固形分を取り出した
。得られた固形分は、純水２９３０質量部を加え、撹拌したのち、遠心分離により固液分
離する操作を３回繰り返して、洗浄した。洗浄後の固形分を大気中、１２０℃で乾燥し、
解砕機〔フリッチュ社製、「ロータースピードミル」〕により解砕処理して、水酸化アル
ミニウム粒子を得た。
【００３２】
得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は１２９ｍＬ／１００ｇであり、一次粒
子径は概ね０．０５μｍであり、主結晶相はギブサイト型であった。また、平均二次粒子径は６．３μｍであり、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まず、ＢＥＴ比表面積は５９ｍ2／ｇであった。
【００３３】
〔樹脂組成物の製造〕
実施例１で得た水酸化アルミニウム粒子に代えて、上記で得た水酸化アルミニウム粒子５
０質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の
酸素指数は２１．９％であった。結果を第１表に示す。
【００３４】
実施例３
〔水酸化アルミニウム粒子の製造〕
ナトリウム含有量（Ｎａ2Ｏ換算）１３１ｇ／Ｌ、アルミニウム含有量（Ａｌ2Ｏ3換算）１３４ｇ／Ｌのアルミン酸ナトリウム水溶液１２１３質量部に、７℃にて、５．３質量％濃度の硫酸アルミニウム水溶液６１２質量部を加えたところ、水酸化アルミニウムが析出した。その後、氷冷しながら６０分間撹拌した。なお、硫酸アルミニウムの使用量は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要する量の０．５１倍である。
【００３５】
次いで、純水３３０質量部を加え、６０℃に加温し、同温度で２日間静置して熟成したの
ち、室温（約２５℃）まで冷却し、遠心分離により固液分離して、固形分を取り出した。
得られた固形分は、純水３５９０質量部を加え、撹拌したのち、遠心分離により固液分離
する操作を３回繰り返して、洗浄した。洗浄後の固形分を大気中、１２０℃で乾燥し、解
砕機〔フリッチュ社製、「ロータースピードミル」〕により解砕処理して、水酸化アルミ
ニウム粒子を得た。
【００３６】
得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は１５２ｍＬ／１００ｇであり、一次粒
子径は０．１μｍであり、主結晶相はギブサイト型であった。また、平均二次粒子径は０．３μｍであり、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まず、ＢＥＴ比表面積は３２ｍ2／ｇであった。
【００３７】
〔樹脂組成物の製造〕
実施例１で得た水酸化アルミニウム粒子に代えて、上記で得た水酸化アルミニウム粒子５０質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の酸素指数は２２．４％であった。結果を第１表に示す。
【００３８】
比較例１
〔樹脂組成物の製造〕
実施例１で得た水酸化アルミニウム粒子に代えて、市販のギブサイト型水酸化アルミニウ
ム粒子〔住友化学社製、「Ｃ−３０１」、ＤＯＰ吸油量６２ｍＬ／１００ｇ、一次粒子径
約０．５μｍ、平均二次粒子径１．４μｍ、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まない、ＢＥＴ比表面積６ｍ2／ｇ〕５０質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の酸素指数は２０．５％であった。
【００３９】
第 １ 表                            
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例                比較例  
１    ２    ３        １      
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
水酸化アルミニウム粒子
ＤＯＰ吸油量(mL/100g)           158   129   152        62     
一次粒子径      (μm)           0.2   0.05  0.1        0.5    
平均二次粒子径  (μm)           0.5   6.3   0.3        1.4    
ＢＥＴ比表面積(m2/g)             20    59    32         6     
────────────────────────────────
樹脂組成物
水酸化アルミニウム粒子(質量部)   50    50    50        50     
低密度ポリエチレン    (質量部)  100   100   100       100     
酸素指数  (％)                  21.9  21.9  22.4      20.5    
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００４０】
実施例４
〔水酸化アルミニウム粒子の製造〕
ナトリウム含有量（Ｎａ2Ｏ換算）１３１ｇ／Ｌ、アルミニウム含有量（Ａｌ2Ｏ3換算）１３７ｇ／Ｌのアルミン酸ナトリウム水溶液１３５８質量部に、２０℃にて、５．３質量％濃度の硫酸アルミニウム水溶液５７３質量部を加えたところ、水酸化アルミニウムが析出した。その後、同温度で６０分間撹拌した。なお、硫酸アルミニウムの使用量は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要する量の０．４０倍である。
【００４１】
次いで、純水５００質量部を加え、６０℃に加温し、同温度で４日間静置して熟成したの
ち、室温（約２５℃）まで冷却し、遠心分離により固液分離して、固形分を取り出した。
得られた固形分は、純水３９９０質量部を加え、撹拌したのち、遠心分離により固液分離
する操作を３回繰り返して、洗浄した。洗浄後の固形分を大気中、１２０℃で乾燥し、解
砕機〔フリッチュ社製、「ロータースピードミル」〕により解砕処理して、水酸化アルミ
ニウム粒子を得た。
【００４２】
得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は１１４ｍＬ／１００ｇであり、一次粒
子径は概ね０．１μｍであり、主結晶相はギブサイト型であった。また、平均二次粒子径は０．８μｍであり、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まず、ＢＥＴ比表面積は２３ｍ2／ｇであった。
【００４３】
〔樹脂組成物の製造〕
実施例１で得た水酸化アルミニウム粒子に代えて、上記で得た水酸化アルミニウム粒子１
１０質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物
の酸素指数は２７．６％であった。結果を第２表に示す。
【００４４】
実施例５
〔水酸化アルミニウム粒子の製造〕
ナトリウム含有量（Ｎａ2Ｏ換算）１３１ｇ／Ｌ、アルミニウム含有量（Ａｌ2Ｏ3換算）１３７ｇ／Ｌのアルミン酸ナトリウム水溶液１３５８質量部に、２０℃にて、５．３質量％濃度の硫酸アルミニウム水溶液５７３質量部を加えたところ、水酸化アルミニウムが析出した。その後、同温度で６０分間撹拌した。なお、硫酸アルミニウムの使用量は、アルミン酸ナトリウム水溶液を完全に中和するに要する量の０．４０倍である。
【００４５】
次いで、純水５００質量部を加え、６０℃に加温し、同温度で４日間静置して熟成したの
ち、室温（約２５℃）まで冷却し、遠心分離により固液分離して、固形分を取り出した。
得られた固形分は、純水３９９０質量部を加え、撹拌したのち、遠心分離により固液分離
する操作を３回繰り返して、洗浄した。洗浄後の固形分を大気中、１２０℃で乾燥し、解
砕機〔奈良機会社製、「自由粉砕機」〕により解砕処理して、水酸化アルミニウム粒子を
得た。
【００４６】
得られた水酸化アルミニウム粒子のＤＯＰ吸油量は１１２ｍＬ／１００ｇであり、一次粒
子径は概ね０．１μｍであり、主結晶相はギブサイト型であった。また、平均二次粒子径は０．４μｍであり、４５μｍを超える粒子径の二次粒子を含まず、ＢＥＴ比表面積は１７ｍ2／ｇであった。
【００４７】
〔樹脂組成物の製造〕
実施例１で得た水酸化アルミニウム粒子に代えて、上記で得た水酸化アルミニウム粒子１
１０質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物
の酸素指数は２６．２％であった。結果を第２表に示す。
【００４８】
比較例２
〔樹脂組成物の製造〕
水酸化アルミニウム粒子〔「Ｃ−３０１」〕の使用量を１１０質量部とした以外は比較例
１と同様に操作して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の酸素指数は２３．８％であった
。
【００４９】
第 ２ 表                        
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例          比較例
４    ５        ２    
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
水酸化アルミニウム粒子
ＤＯＰ吸油量(mL/100g)           114   112        62   
一次粒子径      (μm)           0.1   0.1       0.5   
平均二次粒子径  (μm)           0.8   0.4       1.4   
ＢＥＴ比表面積(m2/g)             23    17         6   
────────────────────────────
樹脂組成物
水酸化アルミニウム粒子(質量部)  110   110       110   
低密度ポリエチレン    (質量部)  100   100       100   
酸素指数  (％)                  27.6  26.2      23.8  
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━