JPH0123411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光彩色を呈する透明で安定なシリカ質
ゾルの製造法に関する。

従来技術 従来、各種のゾル液で光彩色を呈しかつ安定な
ものは殆んどない。

発明の目的 本発明の目的は光彩色を呈する透明でかつ安定
なシリカ質ゾルを製造する方法を提供するにあ
る。

これを使用することにより、透明プラスチツク
への光彩色を付与し得られ、また、塗料の添加剤
とし利用して新種の塗膜が得られる。

発明の構成 本発明者はシリカの分散液について研究の結
果、シリカ球の分散質を水とアルコール混合液の
溶媒中に分散させると、シリカ球は溶媒中をブラ
ウン運動しながら浮遊し、濃い乳白色を呈する。
この状態で数日間静置すると各粒子に重力が働き
次第に底部に集まり粒子相互間に働く荷電による
反撥力のため接触することなく沈積する。この上
澄液を除去してアルコールを入れて放置すると、
アルコールに濡れ易くなつたアルコゾルとなる。
このアルコゾルのアルコール溶媒を無極性溶媒例
えばベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリ
ン、メチルシクロヘキサン等で置換すると、無極
性溶媒はシリカ球から電荷を奪うことなく、シリ
カ球粒子相互間の電気的反撥力を永く保持するこ
とができるので、軽くゆするだけでシリカ球が浮
遊して浮遊系に戻り、光彩色を呈する透明な安定
ゾルとなる。ヒドロゾルやアルコゾルでは分散媒
が極性を持つた分子を含むので、これらがシリカ
球から電荷を奪い、シリカ球は凝結してしまい、
ゆすつても元の浮遊系には戻らないことが分つ
た。

この知見に基いて本発明を完成した。

本発明の要旨は、 1μ以下の粒径で、実質的に粒径の揃つた無定
形シリカ球のアルコール類分散液を作り、このア
ルコール類分散媒を無極性溶媒で置換することを
特徴とする光彩色を呈する透明安定なシリカ質ゾ
ルの製造法にある。

本発明において使用するシリカ球は、安定なゾ
ルを形成するには、その粒径は1μ以下であり、
粒径の揃つた無定形のものであることが必要であ
る。光彩色（チンダル散光）を呈するには、その
粒径は0.05〜1.0μであることが好ましい。このよ
うな微粒子で粒径の揃つたシリカ球を製造する方
法としては、例えば、 (1) 珪酸エステル例えばテトラエチルオルソシリ
ケートをアンモニア性アルコール中で加水分解
する方法。

(2) 珪酸ソーダをイオン交換樹脂で処理して珪酸
を作り、これを加熱する方法。

が挙げられる。

得られたシリカ球分散液の上澄液を取除き、沈
殿を撹乱しないように静かにアルコール類例えば
エタノール、メタノール、好ましくはエタノール
を注入する操作を数回繰返して粒子を洗浄する。
そしてアルコゾルを作り、一昼夜放置するとアル
コールで表面改質される。

このアルコール溶媒を前記した無極性溶媒で置
換すると光彩色を呈する透明、安定なシリカ質ゾ
ルが得られる。このゾルの安定性は極めて優れて
おり、数ケ月密閉容器中に静置した後でも、ゆつ
くり撹拌することにより全く元の流動性を持つた
ゾル状態に回復する。

静置すれば、重力の作用により、各粒子は次第
に沈降し、粒子密度は高くなる。しかし、粒子間
には同種電荷に起因する反撥力とフアンデルワー
ルスの引力が同時に働く結果、極めて安定な平衡
状態に保たれるため沈殿は凝結しない。

粒子密度が或濃度に達すると、最密充填配列に
なろうとする傾向が現われ、面心立方配列をと
る。配列面の重なりの間隔が光の波長程度に小さ
いため、その面に対してある角度で入射した白色
光は分光され、特定方向に特定の波長の光が回折
する。すなわち、特定の単色光が見られ、目の位
置を変えることにより、その色が連続的に変化す
る。

実施例 実施例 １ エチルアルコール102ml、アンモニア水（濃度
28％）14ml及び蒸留水２mlとの混合液と、テトラ
エチルシリケート８mlをエチルアルコール34mlに
溶した液を混合した。これをゆつくり撹拌する
と、水和珪酸が生成し、アンモニア触媒作用によ
り重合と縮合が起こり、球状シリカが生成し、濃
い乳白色となつた。これを数日〜数週間静置する
と、シリカ球は器底に沈降し、上澄液は透明とな
つた。

上澄液を静かに取除き、エチルアルコールを注
入する操作を数回繰返した後一昼夜静置した。エ
チルアルコールを前記と同様にして無極性溶媒の
ベンゼンで置換した。沈殿の白色は消えて殆んど
無色透明なものとなつた。ベンゼンの添加量がゾ
ル濃度を決定する。この液をフラスコに入れて振
動させると、沈殿は再び分散状態となり、乳白味
を帯びた透明で、しかも淡青緑色または淡青紫色
の光彩色を呈する安定なゾルに変る。このゾルは
溶媒が揮発しない限り安定で、粒子間の凝結は数
ケ月保持しても全く起らなかつた。電子顕微鏡観
察で求めた分散質シリカ球の直径は0.28μで幾何
標準偏差は1.04であつた。

実施例 ２ 純粋の珪酸ナトリウム溶液を陽イオン型のイオ
ン交換樹脂アンバーライトIR120（米国Rohm＆
Haas社製）を充填したカラムを通して珪酸を作
つた。この珪酸に、ゲル化を防ぐために水酸化ナ
トリウムを加えてPHを9.0以上にし、100℃に加熱
してコロイドシリカ粒子を成長させた。

この加熱によりゾルから水が蒸発するので、そ
の分を珪酸ゾルを補給しながら、溶液量を常に一
定に保持するようにしてシリカ粒子を成長させ
た。生成粒子の平均粒径は加熱時間と新しい珪酸
ゾルの補給回数に依存し、それらが多い程大きく
成長する。粒子径が0.2〜0.4μ程度のものは容易
に作ることができる。

このシリカ粒子を用いて、以下実施例１と同様
にしてベンゼンを分散溶媒として珪酸質ゾルを作
つた。その結果は実施例１におけると同様であつ
た。

発明の効果 本発明の方法によると、従来得難かつた光彩色
を呈する透明かつ安定なシリカ質ゾルを容易に製
造し得られる。また、得られたシリカ質ゾルは、
大気中の水蒸気、炭酸ガス及び光などの影響も受
け難い極めて安定である優れた特性を有している
等の効果を有する。

従つて、これをプラスチツク工業、塗料または
光学材料等に新しい製品を開発することができる
ことが考えられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 1μ以下の粒径で、実質的に粒径の揃つた無
   定形シリカ球のアルコール類分散液を作り、この
   アルコール類分散媒を無極性溶媒で置換すること
   を特徴とする光彩色を呈する透明安定なシリカ質
   ゾルの製造法。