JP2009196891A - 火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末、その製法およびその使用 - Google Patents

Abstract

【課題】新規火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の提供。
【解決手段】Ａｌ_２Ｏ_３ １〜９９.９９９質量％、ＳｉＯ_２ 残分からなる組成を有する火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末において、該粉末がＸ線回折図形において非晶質構造を有し、一体に成長した１次粒子からなり、この１次粒子中に微結晶が存在し、この微結晶が１〜２００ナノメータの寸法を有し、かつこの粉末の比表面積が５〜３００ｍ^２／ｇであることを特徴とする火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末およびその製法並びにその使用。
【選択図】図１

Description

本発明は珪素−アルミニウム−混合酸化物、その製法並びに電子部材の研磨のために、特にＣＭＰ−適用のために使用される、分散系の形の研磨剤としての使用に関する。

ヨーロッパ特許第０５８５５４４号明細書から、Ａｌ_２Ｏ_３ ６５〜７２.１質量％およびＳｉＯ_２ ２７.９〜３５質量％からなる組成およびＢＥＴ−表面積２０〜２００ｍ^２／ｇを有する、非晶質構造の、火炎加水分解により製造した粉末状珪素−アルミニウム−混合酸化物が公知である。

ヨーロッパ特許第０５８５５４４号明細書

本発明の課題は、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜９９.９９９質量％、有利にＡｌ_２Ｏ_３ ４０〜８０質量％、ＳｉＯ_２ 残分からなる組成を有する火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末であり、該粉末がＸ線回折図形において非晶質構造を有し、一体に成長した１次粒子（intergrown primary particle）からなり、この１次粒子中に微結晶が存在し、この微結晶が１〜２００ナノメータの寸法を有し、かつこの粉末の比表面積が５〜３００ｍ^２／ｇ、有利に５０〜１５０ｍ^２／ｇであることを特徴とする。

本発明のその他の課題は、火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末を製造する方法であり、この方法は珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物を一定の比で一緒に蒸発させ、キャリヤーガスと共に混合ユニット中で空気、酸素および水素と均質に混合し、この混合物を公知構造のバーナー中で燃焼し、ガス相から固体を分離した後、場合により生成物に付着するハロゲン化物残分を高温で、湿った空気を用いて、更なる工程により分離することを特徴とする。

本発明による珪素−アルミニウム−混合酸化物は、分散系に加工され、研磨剤としての著しく優れた特性を有するということが示された。

この分散系は、特に電子産業（ＣＭＰ）において研磨のために使用することができる。

更に、本発明による珪素−アルミニウム−混合酸化物は、充填剤として、担持材料として、触媒活性物質として、セラミック原料として、電子産業において、ポリマーの充填剤として、ガラスまたはガラス被覆加工またはガラス繊維の製造のための出発物質として、分離助剤として、化粧品産業において、吸着材料として、シリコーン産業およびゴム産業において添加剤として、液体系のレオロジーの調節のために、熱保護安定化のために、断熱材として、流動助剤として、歯科産業において、医薬産業における助剤として、塗料産業において、ＰＥＴ−フィルム−適用において、蛍光管において、フィルターセラミックまたはフィルターの製造のための出発物質として、トナー粉末中に、錆止め剤として、ポリエチレン（ＰＥＴ）およびポリ酢酸ビニルのフィルムコート用剤として、インク中に、バッテリーセパレーターにおいて使用することができる。

本発明の粉末のＸ線回折図形の結果を示すグラフ図。 本発明の粉末の電子顕微鏡写真を示す図。

ヨーロッパ特許第０５８５５４４号明細書の実施例１中に記載された公知バーナー装置に適合させて、混合酸化物の製造のために以下の量を設定する：
実施例１
バーナーからのまたは反応からの水素１．６Ｎｍ^３／ｈを空気５Ｎｍ^３／ｈおよび予め蒸発させたＳｉＣｌ_４１.７０ｋｇ／ｈと一緒に混合した。この約２００℃の高温混合物中に、ガス状ＡｌＣｌ_３（予め約３００℃で蒸発させた）２.５ｋｇ／ｈを更に供給した。この混合物を内筒中で燃焼させ、この際この内筒中に更に空気１２Ｎｍ^３／ｈを供給する。

内筒を通過した後、生じた粉末をフィルターまたはサイクロン中で塩酸含有ガスから分離し、付着する塩酸残分を高温で処理することにより生じた混合酸化物から分離する。

その際、この混合酸化物は次の分析値を示す：
ＢＥＴ−比表面積５６ｍ^２／ｇ、４％分散系のｐＨ４.５２、嵩密度４９ｇ／ｌ、スタンピング密度５９ｇ／ｌ。粉末の組成：Ａｌ_２Ｏ_３ ６３.６質量％、ＳｉＯ_２ ３６.３質量％である。

実施例２
バーナーからのまたは反応からの水素１．２Ｎｍ^３／ｈを空気６Ｎｍ^３／ｈおよび予め蒸発させたＳｉＣｌ_４１.７０ｋｇ／ｈと一緒に混合した。この約２００℃の高温混合物中に、ガス状ＡｌＣｌ_３（予め約３００℃で蒸発させた）２.５ｋｇ／ｈを更に供給した。この混合物を内筒中で燃焼させ、この際この内筒中に更に空気１２Ｎｍ^３／ｈを供給する。

内筒を通過した後、生じた粉末をフィルターまたはサイクロン中で塩酸含有ガスから分離し、付着する塩酸残分を高温で処理することにより生じた混合酸化物から分離する。

その際、この混合酸化物は次の分析値を示す：
ＢＥＴ−比表面積９９ｍ^２／ｇ、４％分散系のｐＨ３.９、嵩密度３９ｇ／ｌ、スタンピング密度４８ｇ／ｌ。粉末の組成：Ａｌ_２Ｏ_３ ６４.３質量％、ＳｉＯ_２ ３５.５２質量％である。

更に、この粉末の特徴を調べた：
この粉末は次の特色を示す：この粉末のＸ線回折図形（実施例１の図１）は、実質的に全く結晶相が粉末中に存在しないことを示す。

しかしながら、同時に、高分解能電子顕微鏡写真は、粉末の１次粒子中に部分結晶範囲が存在することを示しており、これがこの混合酸化物から製造した分散系の良好な研磨特性に関与していると思われる（図２）。

Claims (9)

1. Ａｌ_２Ｏ_３ １〜９９.９９９質量％、ＳｉＯ_２ 残分からなる組成を有する火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末において、該粉末がＸ線回折図形において非晶質構造を有し、一体に成長した１次粒子からなり、この１次粒子中に微結晶が存在し、この微結晶が１〜２００ナノメータの寸法を有し、かつこの粉末の比表面積が５〜３００ｍ^２／ｇであることを特徴とする火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末。
2. Ａｌ_２Ｏ_３が４０〜８０質量％の量で存在し、残分がＳｉＯ_２である、請求項１記載の珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末。
3. 比表面積が５０〜１５０ｍ^２／ｇである、請求項１記載の珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末。
4. 比表面積が５０〜１５０ｍ^２／ｇである、請求項２記載の珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末。
5. 請求項１記載の火炎加水分解により製造した珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末を製造する方法において、珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物を一定の比で一緒に蒸発させ、キャリヤーガスと共に混合ユニット中で空気、酸素および水素と均質に混合し、この混合物を公知構造のバーナー中で燃焼し、ガス相から固体を分離した後、場合により生成物に付着するハロゲン化物残分を高温で、湿った空気を用いる更なる工程により分離することを特徴とする、珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の製法。
6. 特に電子産業（ＣＭＰ）において研磨のために使用される分散系の製造のための、請求項１記載の火炎加水分解により製造された珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の使用。
7. 充填剤としての、担持材料としての、触媒活性物質としての、セラミック原料としての、電子産業における、ポリマーの充填剤としての、ガラスまたはガラス被覆またはガラス繊維の製造のための出発物質としての、分離助剤としての、化粧品産業における、吸着材料としての、シリコーン産業およびゴム産業における添加剤としての、液体系のレオロジーの調節のための、熱保護安定化のための、断熱材としての、流動助剤としての、歯科産業における、医薬産業における助剤としての、塗料産業における、ＰＥＴ−フィルム−適用における、蛍光管における、フィルターセラミックまたはフィルターの製造のための出発物質としての、トナー粉末中への、錆止め剤としての、ポリエチレン（ＰＥＴ）およびポリ酢酸ビニルのフィルムコート用剤としての、インク中への、バッテリーセパレーターにおける、請求項１記載の火炎加水分解により製造された珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の使用。
8. 請求項１記載の火炎加水分解により製造された珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の水性分散系。
9. 電子部材を研磨するための方法において、請求項１記載の珪素−アルミニウム−混合酸化物粉末の水性分散系を適用し、かつ前記の電子部材を研磨して、研磨された所望の部材を取得することを特徴とする方法。