JPH0248418A

JPH0248418A - ジルコニア系複合ゾル

Info

Publication number: JPH0248418A
Application number: JP19629488A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Nakano; 中野　憲明
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1990-02-19
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JP2686103B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はジルコニア系複合ゾルに関するものであって、
さらに詳しくは、ジルコニア以外の金属酸化物を核とし
、その核がジルコニアで被覆された形態のコロイド粒子
を分散質とするジルコニア系複合ゾルに係る。

［従来の技術］ジルコニアと他の金属酸化物とが混合状態にあるゾルや
そうしたゾルの製造方法は公知であって、例えば特開昭
５５−４７１３７号公報には、チタン（ＩＶ）塩及びス
ズ（ＩＶ）塩からなる群より選ばれた少なくとも１種と
、ジルコニウム（ＩＶ）塩水溶液を混合し、この水溶液
のｐＨを１〜３に調整してジルコニウムとスズ又はチタ
ンとの酸化金属水和物の混合ゾルを得る方法が記載され
ている。

また特開昭６０−１７６９２０号公報には、ジルコニウ
ムとカルシウムなどの２価金属の水酸化物を共沈させ、
この共沈物を２価金属水酸化物が溶出しない程度に濃厚
な２価金属水酸化物水溶液で洗浄後、共沈水酸化物と２
価金属水酸化物水溶液との混合懸濁液又は糊状物を、９
０〜２００℃の温度で加熱熟成して２価金属イオンを含
むジルコニア系単結晶超微粒子が分散したゾルの製造方
法が教示されている。

特開昭６２−２２６８１５号公報には、ジルコニウム塩
水溶液又はジルコニウム塩とイツトリウム、カルシウム
及びマグネシラ１１よりなる群から選ばれた少なくとも
一種の金属元素の塩とを含む水溶液を、加水分解するこ
とによってコロイド溶液を生成させ、次いで濾過膜を使
用してこのコロイド溶液を洗浄し、高純度のジルコニア
系コロイド溶液を製造する方法が記載されている。

特開昭６２−２３０６１０号公報には、ホウ素以外の異
種金属種Ｍを含むホウ塩化ジルコニウムゾルが記載され
、異種金属種Ｍとして２価、３価、４価又は５価の金属
の化合物が例示されている。

また、米国特許節３，８６４，１４２号には、ＳｉＯ□
として５〜４０重景％のシリカゾルに金属塩化物を加え
て反応させ、得られた反応生成物を陰イオン交換樹脂で
処理することにより、金属酸化物で被覆されたシリカの
ゾルを製造する方法が教示されている。

［発明が解決しようとする課題］ジルコニアを含有するゾルは、これをガラス。

プラスチックなどの透明な基体表面に塗布し、膜厚１０
０〜２００００ｎｍ程度の被膜を形成させることで、そ
の基体に反射防止能、紫外線吸収能、耐候性などを付与
することができ、これがジルコニア含有ゾルの重要な用
途の一つである。しかし、従来のジルコニア含有ゾルは
、特に被膜の耐候性の点で必ずしも充分な結果が得られ
ない不満がある。

従って、本発明は従来のジルコニア含有ゾルに比較して
耐候性に優れた被膜を得ることができ、しかも透明度、
反射防止能、紫外線吸収能などの点では、従来のジルコ
ニア含有ゾルに優るとも劣らない被膜を得ることができ
るジルコニア系複合ゾルとその製造法を提供する。

［課題を解決するための手段」本発明のジルコニア系複合ゾルは、その分散質であるコ
ロイド粒子が、ジルコニア以外の金属酸化物を核とし、
その核の表面にジルコニアが付着し、典型的には核がジ
ルコニアにて被覆された形態にある点で、コロイド粒子
がジルコニアと他の金属酸化物との単なる混合物で構成
される従来のジルコニア含有ゾルと区別される。

本発明のジルコニア系複合ゾルは、ジルコニア以外の金
属酸化物ゾルと、ジルコニウム塩水溶液との混合液を加
熱処理した後、洗浄することにより製造することができ
る。この場合、ジルコニア以外の酸化物ゾルとしては、
酸化セリウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン
、酸化イツトリウム、アルミナ、酸化鉄、シリカ、酸化
バナジウム、酸化クロム、酸化タングステンなどのゾル
の１種もしくは２種以上が使用できる。なかでも、酸化
セリウム、酸化チタン及び酸化鉄のゾルは、その分散粒
子をジルコニアで被覆して得られるジルコニア系複合ゾ
ルの被膜が、紫外線吸収能及び耐候性に優れているので
好ましい。

上記したような酸化物ゾルには市販品を使用することが
できるほか、これを公知の方法で調製することもできる
。しかし、いずれの場合でも、そのコロイド粒子の粒径
は５０〜５００人の範囲にあることが好ましい。粒子径
が５０人より小さい場合はゾルが不安定になり、５００
人より大きい場合は最終的に得られるジルコニア系複合
ゾルの透明性が低下する。

本発明のジルコニウム塩水溶液としては、塩化ジルコニ
ル、硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、酢酸ジルコニル
などで例示される可溶性ジルコニウム塩の水溶液が使用
可能である。その濃度はＺｒＯ□換算で０．１〜５ｗｔ
％、好ましくは０．１〜０．３ｗｔ％程度とすることが
、酸化物ゾルとの混合に際してそのゲル化を確実に防止
する上で有効である。同様な意味で、酸化物ゾルは酸化
物換算で０．１〜２ｔｚｔ％程度に希釈してジルコニウ
ム塩水溶液と混合することが好ましい。尚、混合液中の
ジルコニウム塩濃度は、最終的に得られるジルコニア系
複合ゾルの透明性に影響を及ぼし、濃度が高くなると、
ジルコニア系複合ゾルの透明性が低下する傾向にある。

酸化物ゾルとジルコニウム塩水溶液の混合割合は、最終
的に得られるジルコニア系複合ゾルの分散粒子が、ジル
コニア以外の金属酸化物を１〜９５νｔ％含有し、ジル
コニアを９９〜５ｗｔ％含有することになるように、好
ましくはジルコニア以外の金属酸化物を１〜５０ｗｔ％
含有し、ジルコニアを９９〜５０ｗｔ％含有することに
なるように選択される。混合液は次いで５０〜２００℃
、好ましくは９０〜１５０℃の温度で１〜７２時間加熱
処理され、これにより混合液中のジルコニウム塩は加水
分解し、共存する酸化物のコロイド粒子の表面にジルコ
ニアとして析出する。この場合、ジルコニアの析出量が
多ければ、酸化物のコロイド粒子はジルコニアで被覆さ
れることになる。

いずれにしても、上記の加水分解により、ジルコニア以
外の金属酸化物粒子を核として、その表面にジルコニア
が付着した形態のコロイド粒子を分散質とするジルコニ
ア系複合ゾルを得ることができる。

このゾルは加水分解によって生じた酸及び未加水分解の
ジルコニウム塩を含有しているので、必要に応じて濃縮
後、例えば限外濾過膜等で好ましくはＰＩ（３〜５の条
件下に洗浄することにより、これら夾雑物を除去するこ
とができる。また、本発明のジルコニア系複合ゾルはこ
れを陰イオン交換樹脂に通すことにより、コロイド粒子
に吸着されている陰イオンを除去することもできる。本
発明のジルコニア系複合ゾルは濃縮の程度にもよるが、
通常５〜３０ｗｔ％程度の固形分濃度に調製される。

［実　施　例］実施例１テトライソプロピルチタネートの加水分解で調製した平
均粒子径８０人のチタニアゾルをイオン交換水で希釈し
てＴｉ０ｚとして０．２ｗｔ％のゾル５２を調製した。

オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣ２゜・８Ｈ２０）２
６２ｇを４５Ｑのイオン交換水に溶解した溶液に、前記
の希釈チタニアゾルを混合し、この混合液を還流器付き
加熱装置に入れ、９８℃で２４時間加熱処理を行った。

こうして得られた処理液を限外濾過膜（旭化成５ＩＰ−
１０１３）でＩＱまで脱水濃縮し１次いでＩＱの液量を
保持しなから５Ｑのイオン交換水で洗浄してＰＨ３，５
の乳白色半透明のジルコニア系複合ゾルを得た。

このジルコニア系複合ゾルに陰イオン交換樹脂を加えて
イオン交換処理を行い、ＰＨ４，４のジルコニア系複合
ゾルとした。このゾルの特性を表−１に示す。

実施例２実施例１に於いて、チタニアゾルの代わりに硝酸第二セ
リウムアンモニウム水溶液の加水分解により調製（Ｂｊ
、Ｉｔｚ法）した平均粒径１２０人のセリアゾルを使用
した以外は実施例１と全く同様にしてジルコニア系複合
ゾルを調製した。このゾルの調製条件及び特性を表−１
に示す。

実施例３硝酸第二鉄水溶液を陰イオン交換樹脂で処理して得られ
たゾルをデキストランで安定化したところの、幅が約２
０人、長さが８０〜１００人の針状粒子の鉄ゾルを、実
施例１のチタニアゾルの代わりに使用した以外は実施例
］−と全く同様にしてジルコニア系複合ゾルを調製した
。このゾルの調製条件及び特性を表−１に示す。

比較例１実施例】で使用したチタニアゾルと市販のジルコニアゾ
ルを実施例１で得られたジルコニア系複合ゾルと同一組
成になるよう混合して混合ゾルを得た。このゾルの特性
を表−１に示す。

比較例２水酸化チタンを過酸化水素に溶解して調製した過チタン
酸液と、オキシ塩化ジルコニル水溶液を所定の割合で混
合し、得られた混合液を９８°Ｃで２４時間加熱処理し
た。この処理で得られたゾルを実施例１と同様に処理し
てジルコニア系複合ゾルを得た。このゾルの調製条件と
特性を表−１に示す。

実施例４実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたゾルをそれぞ
れ濃度１０％のポリビニルアルコールに全酸化物濃度と
して１．０％となるように混合し、ガラス板に均一に塗
布し、次いで温風乾燥して約１０μｍ厚の被膜を形成さ
せた。

得られた被膜の特性を表−１に示す。

表−１［発明の効果］本発明のジルコニア系複合ゾルは、ジルコニアゾルとし
ての特性に、ジルコニア以外の金属酸化物ゾルとしての
特性が加味された性質を備えているので、これを例えば
熱可塑性樹脂と混合して透明な基体に塗布して得られる
被膜は、屈折率が高く、透明性に優れ、高い紫外線吸収
能を示し、しかもこれら特性に関して優れた耐候性を発
揮する。

また、本発明のジルコニア系複合ゾルはセラミック粉の
焼成用又はロストワックス用バインダーなどの用途にも
有用である。

特許出願人　　　触媒化成工業株式会社波長５００１μ
の光の透過率（％）を測定。

（２）コーティングされたガラス板の波長５００１１Ａ
Ｉの光の透過率（％）をｍ＋定。

過率（％）を測定した。

Claims

【特許請求の範囲】１、ジルコニア以外の金属酸化物を核とし、その核がジ
ルコニアにて被覆された形態のコロイド粒子を分散質と
するジルコニア系複合ゾル。２、ジルコニア以外の金属酸化物ゾルと、ジルコニウム
塩水溶液との混合物を加熱処理することからなるジルコ
ニア系複合ゾルの製造法。３、請求項１記載のジルコニア系複合ゾルを基体表面に
塗布乾燥してなる被膜形成体。