水酸化アルミニウムの応用

「化学アルミナ」とは、アルミナ、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムなどの分化製品や派生製品を除く、アルミニウムインゴットの製造を指します。化学アルミナには数百種類もの種類があり、様々な分野で幅広く利用されています。本稿では、水酸化アルミニウムの関連用途について紹介します。

水酸化アルミニウムは、水和アルミナ、含水アルミナ、水和アルミナとも呼ばれ、典型的な両性化合物で、酸と塩基には溶けますが、水とアルコールには溶けません。一般式は Al2O3 • H2O で、融点は 300 ℃ (脱水) です。水含有量に応じて、水酸化アルミニウム系列は、三水和アルミナ、一水和アルミナ、低結晶性アルミナ、非晶質水酸化アルミニウムに分類されます。ボーキサイトから抽出されるほか、アルミニウム塩と水酸化ナトリウムをアンモニア水で処理することによっても製造できます。結晶質と非晶質 (ゲル) の 2 種類があります。

非晶質水酸化アルミニウムは、低アルカリ性、低鉄分、微粒子、高白色度を特徴とする。この実用新案は、高硬度、耐熱性、耐摩耗性、良好な化学的安定性、無毒、無味、不揮発性、脱水性、吸熱性を有し、250℃以上に加熱しても良好な発煙性と難燃性を有する。主な用途は以下のとおりである。

水酸化アルミニウムは、不純物含有量が少ない精製された無機充填剤の一種であり、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンブタジエンゴムなど、水酸化アルミニウムを充填剤として使用するポリマーのシリーズがあります。水酸化アルミニウムは、効果的な難燃剤および発煙抑制剤として、長年にわたり不飽和樹脂に使用されてきました。

ポリマーにATHを添加することで、燃料濃度を低減し、難燃作用を発揮します。水酸化アルミニウムは250℃で吸熱脱水反応を開始し、ポリマーの温度上昇を抑制します。水蒸気の分解により酸素濃度が希釈され、燃焼が遅くなります。アルミナの可燃性表面を生成することで、燃焼反応の継続を防ぐことができます。

水酸化アルミニウムは、主に塗料業界で表面コーティング剤、充填剤、不燃性紙などに使用されています。水酸化アルミニウムは、紙の光沢、反射率、耐光性、平滑性、印刷適性を向上させることができます。また、水酸化アルミニウムは塗工紙の原料としても使用でき、二酸化チタンは粘土の代替として用いられます。一般的に使用される水酸化アルミニウムの粒径は0.7～1.4μmです。

難燃紙：燃焼はしないが、火傷はしない難燃性紙。アスベスト紙、または適切な難燃剤（水酸化アルミニウムなど）と処理を施した紙から作られる。

水酸化アルミニウムは無毒無味で水に不溶性であり、優れた中性摩擦剤です。工業生産される水酸化アルミニウムの歯磨き粉用摩擦剤は、モース硬度が2.5～3.5、純度が99%以上、pH値が8.0～9.5、D50値が8～15ミクロンで、価格も手頃です。フッ化物との適合性にも優れ、優れた性能を発揮する、歯磨き粉用摩擦剤として理想的な薬剤の一つです。

ムライト（またはムライト）は、アルミノケイ酸塩からなる鉱物群です。ムライトは、Al2O3 SiO2系において唯一安定な二元素化合物です。この種の鉱物は比較的希少です。高品質の耐火物であり、アルミノケイ酸塩を人工的に加熱することで生成できます。ムライトは主に耐火物、セラミックス、冶金、鋳造、電子機器などの産業で使用されています。耐熱性、強度、熱伝導率の低さといった特性を持っています。

さらに、水酸化アルミニウムは、人工大理石、人工瑪瑙、カーペット充填材として、硫酸アルミニウム、ミョウバン、アルミナ、水酸化アルミナ、アルミン酸ナトリウムなどの化学材料、ゴム製品の製造、難燃剤、接着剤やシーラントの充填剤や添加剤、合成分子ふるい、胃酸抑制剤などとして使用できます。

ゲル状水酸化アルミニウムには、水酸化アルミニウムゲル、ベーマイト、非晶質アルミナなどがあります。これらは、優れた接着性、成形性、耐高温性、高い比熱容量、低い熱伝導率、優れた耐食性および耐酸化性、高強度、滑らかな表面といった特性を備えています。

水酸化アルミニウムは、胃酸や胃の治療薬である胃酸ゲルの主成分の一つであり、ビタミンUとアルミニウムのカプセル、水酸化アルミニウム錠剤などの複合製剤の主成分として、また医薬品原料としても使用できます。その制酸作用のメカニズムは、Al(OH)3+6HCl=2AlCl3+3H2Oです。水酸化アルミニウムから製造された6水酸化アルミニウムは、医薬品や化粧品の分野でゲル化剤として使用できます。

表面処理および接着剤として使用される水酸化アルミニウムゲルは、無機繊維または有機繊維から製造でき、その高い耐熱性と表面仕上げにより、高級セラミック製品の製造に広く使用されており、電気磁器の製造にも使用されています。同時に、無機充填剤としても使用されます。