CN110770171A - 掺杂3价金属的六角板状氧化锌及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种红外线的遮蔽性优异、白度高,且使用时的触感也优异的氧化锌。本发明涉及一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,其为长厚比为2.5以上的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,该掺杂3价金属的六角板状氧化锌的相对于锌元素的3价金属元素含量为0.15~5摩尔%,白度为90以上,且波长1500nm下的粉末光谱反射率为80%以下。

Description

掺杂3价金属的六角板状氧化锌及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌及其制造方法。更详细地,涉及一种可适宜地用于化妆品等用途的掺杂3价金属的六角板状氧化锌及其制造方法。
背景技术
近年来,将用于保护肌肤不受太阳光等中所含的红外线的伤害的成分配合在化妆品中的情况越来越多,作为吸收或反射红外线的成分,使用了各种成分。其中之一是氧化锌,并公开了将与无定形的氧化锌颗粒相比具有优异的红外线反射能力的六角板状氧化锌颗粒用作化妆品的成分(参照专利文献1、2)。但是,上述这样的以往的六角板状氧化锌虽然可反射红外线,但由于吸收低,因此红外线遮蔽率不足。
另一方面,尝试了通过在氧化锌中掺杂其他元素来赋予导电性、或者提高红外线等的遮蔽能力,并报道了掺杂有铝的氧化锌的导电性、红外线等的遮蔽性优异(参照专利文献3~7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/147886号
专利文献2:国际公开第2015/118777号
专利文献3:日本特开平4-26514号公报
专利文献4:日本特开2003-54947号公报
专利文献5:日本特开2016-13953号公报
专利文献6:日本特开平6-80421号公报
专利文献7:日本特开平7-69627号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,作为红外线的遮蔽性优异的材料,提出了一种掺杂有铝的氧化锌,但对于以往的掺杂铝的氧化锌,由于粉末的颜色为灰色、蓝白色,因而需要调色等,可使用的用途受到了限制。为了使掺杂铝的氧化锌成为一种在化妆品等色调重要的产品中也可适宜使用的材料,粉末的白度高是重要的。另外,在化妆品用途中,还要求使用时的触感良好。以往的掺杂有铝的氧化锌在这些方面并不充分,因此,寻求一种红外线的遮蔽性优异、且这些特性也优异的氧化锌。
本发明是鉴于上述现状而完成的,其目的在于,提供一种红外线的遮蔽性优异、白度高,且使用时的触感也优异的氧化锌。
用于解决问题的方案
本发明人对于获得红外线的遮蔽性优异、白度高,且使用时的触感也优异的氧化锌的方法进行了研究,结果想到了:使用3价金属的氯化物作为金属源,制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料,然后将所得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化时,所得到的掺杂3价金属的氧化锌的红外线吸收能力优异,由此得到了红外线的遮蔽性优异、且白度高、使用时的触感也优异的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,从而完成了本发明。
即,本发明为一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,其是长厚比为2.5以上的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,对于该掺杂3价金属的六角板状氧化锌,相对于锌元素的3价金属元素含量为0.15~5摩尔%,白度为90以上,且波长1500nm下的粉末光谱反射率为80%以下。
上述3价金属优选为选自由铝、镓和铟组成的组中的至少1种。
上述掺杂3价金属的六角板状氧化锌优选中值粒径为0.05~5μm。
上述掺杂3价金属的六角板状氧化锌优选D90/D10为2.5以下。
本发明还涉及一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,其为制造掺杂3价金属的六角板状氧化锌的方法,该制造方法包括:制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料的工序(1);以及将工序(1)中得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化的工序(2)。
上述3价金属的氯化物优选以相对于原料氧化锌颗粒按照3价金属元素计为0.15~5摩尔%的比例使用。
上述3价金属优选为选自由铝、镓和铟组成的组中的至少1种。
上述工序(1)优选包括在乙酸锌溶液中添加3价金属的氯化物的工序。
上述制造方法优选还包括:用70℃~低于100℃的水对由工序(2)之后的混合浆料得到的固体成分进行清洗的工序(3)。
发明的效果
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的红外线的遮蔽性优异,并且粉末的白度高,另外,使用时的触感也良好,因此可以适宜地用于以化妆品为首的广泛的用途。
附图说明
图1为实施例1中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图2为用X射线衍射装置UltimaIII(Rigaku公司制)对实施例1中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒进行分析而得到的X射线衍射的光谱。
图3为实施例3中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图4为实施例4中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图5为比较例1中得到的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图6为比较例3中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图7为比较例4中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
图8为比较例5中得到的掺杂铝的六角板状氧化锌颗粒的电子显微镜照片。
具体实施方式
以下,对本发明的一个例子进行具体说明,但本发明并非仅限定于以下的记载,可以在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变形来使用。
<掺杂3价金属的六角板状氧化锌>
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的特征在于,长厚比为2.5以上,相对于锌元素的3价金属元素含量为0.15~5摩尔%,此外,白度为90以上,且波长1500nm下的粉末光谱反射率为80%以下。
通过为长厚比在2.5以上的板状形状,从而具有来源于形状的优异的光滑性、触感。掺杂3价金属的六角板状氧化锌的长厚比优选为2.7以上、更优选为3.0以上。进一步优选为4.0以上、特别优选为4.5以上、最优选为5.0以上。长厚比的上限没有特别限制,但通常为100以下。
对于本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,相对于锌元素的3价金属元素含量为0.15~5摩尔%。通过以这样的比例包含3价金属元素,从而可以充分地发挥掺杂3价金属的效果,成为红外线的遮蔽性优异的材料。相对于锌元素的3价金属元素含量更优选为0.15~2摩尔%。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的白度为90以上。通过具有这样的高白度,从而还可以适宜地用作化妆品等色调重要的产品的原料。白度更优选为92以上。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌在波长1500nm下的粉末光谱反射率为80%以下。以往的六角板状氧化锌是通过反射和吸收来遮蔽红外线,但本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌与以往的六角板状氧化锌相比,红外线吸收能力高,由此发挥优异的红外线的遮蔽性。因此,其特征在于,与以往的六角板状氧化锌相比,作为红外区域的波长的波长1500nm的光的反射率低(=波长1500nm的光的吸收率高)。
波长1500nm下的粉末光谱反射率优选为76%以下。
另外,波长1500nm下的粉末光谱反射率的下限没有特别限制,但通常为10%以上。
另外,本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌优选亮度L值为90以上。更优选为92以上。
红色度a值优选为-2.5~2.5、更优选为-2.0~2.0。
黄色度b值优选为-2.5~2.5。
若亮度L值、红色度a值、黄色度b值为这些范围,则本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌更适宜作为化妆品等色调重要的产品的材料。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌优选中值粒径为0.05~5μm。若为这样的中值粒径,则红外线的遮蔽效果更优异。掺杂3价金属的六角板状氧化锌的中值粒径更优选为0.07~4μm、进一步优选为0.08~3.5μm。本发明的中值粒径是以个数基准计的50%累积粒径(D50),是通过实施例中记载的方法测定的。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌优选D90/D10为2.5以下。由此,通过粒度分布窄,减少品质参差不齐,可以更充分地发挥所要求的特性。掺杂3价金属的六角板状氧化锌的D90/D10更优选为2.3以下、进一步优选为2.2以下。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的长厚比、相对于锌元素的3价金属元素含量、白度、波长1500nm下的粉末光谱反射率、亮度L值、红色度a值、黄色度b值以及中值粒径均可以通过实施例中记载的方法来测定。
作为本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌所含的3价金属元素,可以举出铝、镓、铟等,可以包含这些中的1种,也可以包含2种以上。在这些3价金属之中,从廉价的观点出发,优选铝、镓,更优选铝。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌可以根据需要而实施表面处理。作为表面处理,没有特别限定,例如可以举出形成二氧化硅层、氧化铝层、氧化锆层、二氧化钛层等无机氧化物层的无机表面处理;有机硅化合物、有机铝化合物、有机钛化合物、高级脂肪酸、金属皂、多元醇、烷醇胺等有机表面处理。另外,也可以进行多种表面处理。
对于本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,由于红外线的遮蔽性优异,并且粉末的白度高,另外,使用时的触感也良好,因此可以适宜地用作化妆品的材料。另外,既然可以用于化妆品,那么自然也可以用于树脂组合物、涂料等工业用用途。
<掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法>
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法的特征在于,其包括:制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料的工序(1);以及将工序(1)中得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化的工序(2)。
对于工序(1),只要可制得包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料,则对混合这些的顺序没有特别限制,可以先将原料氧化锌颗粒与乙酸锌溶液混合,然后混合3价金属的氯化物,也可以先将原料氧化锌颗粒或乙酸锌溶液中的任一种与3价金属的氯化物混合,然后混合原料氧化锌颗粒或乙酸锌溶液中的剩余的一种。另外,也可以将这3者同时混合。
在进行混合时,可以通过对原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液、3价金属的氯化物中的任一种成分添加其他成分来进行混合,也可以通过对溶剂添加这3种成分中的2种或3种来进行混合。
另外,在进行混合时,可以将这些成分一次性添加,也可以分批添加。
工序(1)优选包括在乙酸锌溶液中添加3价金属的氯化物的工序。可认为,通过像这样预先在乙酸锌溶液中添加3价金属的氯化物,并将得到的溶液与原料氧化锌颗粒混合,从而可以使晶体生长更加均匀,可以得到红外线遮蔽能力更高的掺杂3价金属的六角板状氧化锌。
在工序(1)中,用于制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料的这些成分的混合优选通过搅拌来进行。搅拌的方法没有特别限制。
在工序(1)中,原料氧化锌颗粒、3价金属的氯化物在混合时可以以粉末形式混合,也可以制成浆料、溶液的状态并混合,但从减小所得到的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的粒度分布的观点出发,优选制成浆料、溶液的状态并混合。
制成浆料、溶液的状态时所使用的溶剂优选为水。
另外,在对溶剂添加原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物这3种成分中的2种或3种并混合时所使用的溶剂也优选为水。
在将原料氧化锌颗粒、3价金属的氯化物制成浆料、溶液的状态并混合的情况下,所使用的溶剂的量没有特别限制,但相对于原料氧化锌颗粒、3价金属的氯化物1g,优选为1~500ml。更优选为5~100ml。
对于工序(1)中使用的乙酸锌溶液,只要是溶解有乙酸锌的溶液,则对溶剂没有特别限制,但优选为水。即,优选在工序(1)中使用乙酸锌水溶液。
工序(1)中使用的乙酸锌溶液的浓度优选为0.1~4mol/l。更优选为0.3~3mol/l、进一步优选为0.5~2mol/l。
工序(1)中使用的原料氧化锌颗粒优选比表面积换算粒径为0.001~1μm。通过使用这种粒径的氧化锌颗粒,所制造的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的红外线遮蔽性更优异,可以更适宜地用于化妆品等各种用途。上述原料氧化锌颗粒的粒径更优选为0.002~0.1μm。
上述原料氧化锌颗粒的比表面积换算粒径相当于具有与通过BET法求出的比表面积相同的表面积的球的直径。即,粒径是基于用全自动BET比表面积测定装置MacsorbModel HM-1200(Mountech公司制)进行测定并求出的比表面积:Sg和氧化锌的真比重:ρ,并通过下述计算式求得的值。
原料氧化锌颗粒的比表面积换算粒径(μm)=[6/(Sg×ρ)]
(Sg(m2/g):比表面积、ρ(g/cm3):颗粒的真比重)
需要说明的是,颗粒的真比重:ρ是将氧化锌的真比重值5.6用于上述计算。
在工序(1)中,对于为了制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料而使用的乙酸锌溶液的量,优选相对于原料氧化锌颗粒1mol,乙酸锌溶液中所含的乙酸锌为0.1~3mol的量。通过以这样的比例使用乙酸锌溶液,可以得到均匀的六角形状的颗粒。更优选地是,乙酸锌为0.2~1mol的量。
在工序(1)中,3价金属的氯化物优选以相对于原料氧化锌颗粒按照3价金属元素计为0.15~5摩尔%的比例使用。通过以这样的比例来使用,可以对氧化锌掺杂更足量的3价金属。更优选地是,相对于原料氧化锌颗粒,以3价金属元素计为0.15~3摩尔%的比例使用3价金属的氯化物。
作为工序(1)中使用的3价金属的氯化物,可以举出铝、镓、铟等的氯化物,可以包含这些中的1种,也可以包含2种以上。在这些3价金属之中,从廉价的观点出发,优选铝、镓,更优选铝。
工序(1)中制备的、包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料中的乙酸锌的浓度优选为0.1~3mol/l。更优选为0.2~1mol/l。
在工序(1)中,包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的浆料的混合温度没有特别限制,但优选为3~50℃。更优选为10~40℃。
在工序(1)中,包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的浆料的混合时间没有特别限制,根据原料的量等适当设定即可,但优选以1~480分钟进行。更优选为30~360分钟。
在预先在乙酸锌溶液中添加3价金属的氯化物,并将所得溶液与原料氧化锌颗粒混合而进行工序(1)的情况下,将乙酸锌溶液中添加有3价金属的氯化物的溶液与原料氧化锌颗粒进行混合的工序的时间也没有特别限制,但优选以10~420分钟进行。更优选为30~300分钟。
工序(2)是将工序(1)中得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化的工序。通过进行加热熟化,可以得到颗粒形状规整为六角板状的颗粒。加热温度为60~100℃即可,但优选为70~100℃。更优选为80~100℃、进一步优选为90~100℃。需要说明的是,加热熟化可以一边搅拌混合浆料一边进行,也可以静置,但优选一边搅拌一边进行。
工序(2)中的加热熟化的时间没有特别限制,但考虑到掺杂3价金属的六角板状氧化锌的收率和生产率,优选为10~540分钟。更优选为20~420分钟、进一步优选为30~300分钟。
将工序(1)中得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化时的升温速度优选为10℃/分钟以下。通过设为这样的升温速度,可以获得充分的晶体生长时间,可以得到均一且粒径波动少的掺杂3价金属的六角板状氧化锌。更优选为5℃/分钟以下、进一步优选为3℃/分钟以下。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法优选还包括:用70℃~低于100℃的水对由工序(2)之后的混合浆料得到的固体成分进行清洗的工序(3)。这样的工序(3)可以通过如下方法进行:对工序(2)中得到的混合浆料进行过滤,将所得固体成分(滤饼)在70℃~低于100℃的水中进行搅拌。通过进行这样的工序,可以更充分地去除未反应的乙酸锌等多余盐类,得到均一且粒径波动少的掺杂3价金属的六角板状氧化锌。
工序(3)的温度为70℃~低于100℃即可,但优选为80℃~低于100℃。更优选为90℃~低于100℃。
在本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法中,可以在工序(2)之后(工序(2)与工序(3)之间)、或工序(3)之后进行过滤、清洗(水洗)。由此,可以去除未反应的原料等多余盐类,提高所得掺杂3价金属的六角板状氧化锌的纯度。另外,也可以在过滤之前进行使液体冷却的工序。
对于工序(2)之后或工序(3)之后的清洗、以及工序(3)的清洗中使用的水的量,优选相对于所清洗的固体成分100质量%为1000质量%以上。由此,可以更充分地去除固体成分中所含的多余盐类。
在工序(3)中,时间根据固体成分的量、所使用的水的量而适当设定即可,但优选为10~540分钟。更优选为30~480分钟。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法还可以包括对掺杂3价金属的六角板状氧化锌进行干燥的工序。
对于对掺杂3价金属的六角板状氧化锌进行干燥的工序的温度,只要掺杂3价金属的六角板状氧化锌得以干燥则没有特别限制,但优选为100~200℃。更优选为110~150℃。
另外,干燥的时间也没有特别限制,但优选为6~200小时。更优选为12~170小时。
本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法也可以包括除上述工序(1)~(3)、清洗工序、过滤工序、干燥工序以外的其他工序。作为其他工序,包括根据需要进行的表面处理工序。其他工序可以在工序(1)~(3)中的任一工序之前或之后进行。
在本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法中,进行上述工序(1)~(3)、清洗工序、过滤工序、干燥工序以及其他工序的次数可以为1次,也可以为2次以上。
实施例
为了详细说明本发明,以下举出实施例,但本发明并非仅限定于这些例子。只要没有特别说明,分别为“%”表示“质量%(重量%)”,“份”表示“质量份(重量份)”。
实施例1
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.2g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,向其中添加氯化铝六水合物2.37g(相对于原料氧化锌颗粒以Al元素计为1mol%)。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氯化铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。用扫描型电子显微镜JSM-6510A(日本电子公司制)对所得颗粒的尺寸和形态进行观察,将所得到的电子显微镜照片示于图1。另外,用X射线衍射装置UltimaIII(Rigaku公司制)对所得颗粒进行分析,将所得到的X射线衍射的光谱示于图2。另外,将所得颗粒的物性的评价结果示于表1。
实施例2
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.6g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,向其中添加氯化铝六水合物1.19g(相对于原料氧化锌颗粒以Al元素计为0.5mol%)。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氯化铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。
实施例3
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)78.4g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,向其中添加氯化铝六水合物4.75g(相对于原料氧化锌颗粒以Al元素计为2mol%)。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氯化铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。
实施例4
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.2g在399ml的水中再浆化而得到浆料,然后向其中添加氯化铝六水合物2.37g(相对于原料氧化锌颗粒以Al元素计为1mol%)。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml。将上述包含原料氧化锌颗粒及氯化铝的浆料与乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氯化铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到Al掺杂六角板状氧化锌颗粒。
实施例5
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)80.0g在399ml的水中再浆化而得到浆料。然后,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,向其中添加氯化镓5.19g(相对于原料氧化锌颗粒以Ga元素计为3mol%)。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氯化镓的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Ga的六角板状氧化锌颗粒。
比较例1
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)80.0g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml。将上述原料氧化锌颗粒的浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液与原料氧化锌颗粒的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到六角板状氧化锌颗粒。
比较例2
对市售的导电性氧化锌(HAKUSUI TECH公司制、“23-K”)测定物性。
比较例3
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.2g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,添加硫酸铝3.30g以使得铝相对于原料氧化锌为1mol%。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与硫酸铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。
比较例4
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.2g在399ml的水中再浆化而得到浆料,然后添加氢氧化铝六水合物0.77g以使得铝相对于原料氧化锌为1mol%。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与氢氧化铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。
比较例5
将原料氧化锌颗粒(堺化学工业公司制FINEX-50比表面积换算粒径0.02μm)79.2g在399ml的水中再浆化而得到浆料。另外,制备以乙酸锌计的浓度为1.30mol/l的乙酸锌水溶液601ml,添加可溶性乙酸铝六水合物1.89g以使得铝相对于原料氧化锌为1mol%。将上述浆料和乙酸锌水溶液同时添加到200ml控制在30℃的水中,在120分钟内添加全部量,制得了以乙酸锌计的浓度为0.65mol/l的乙酸锌水溶液、原料氧化锌颗粒与可溶性乙酸铝的混合浆料。接着,一边搅拌该混合浆料一边用65分钟升温至95℃,一边搅拌一边在95℃下熟化2小时。熟化后,立即骤冷,然后进行过滤、清洗,将所得到的滤饼进一步在水中再浆化,加热至95℃并搅拌2小时,然后进行过滤、清洗(水洗),在120℃下干燥16小时,由此得到掺杂Al的六角板状氧化锌颗粒。
氧化锌颗粒的物性评价
通过以下方法测定实施例1~4、比较例1、3~5中制造的氧化锌颗粒以及比较例2的市售的氧化锌颗粒的各种物性,将结果示于表1。
并且,除上述实施例1之外,对于实施例3、4、比较例1、3~5中制造的氧化锌颗粒,也将通过扫描型电子显微镜JSM-6510A(日本电子公司制)观察得到的电子显微镜照片示于图3~8。
<颗粒的形状>
颗粒的形状通过扫描型电子显微镜JSM-6510A(日本电子公司制)观察而确认。
<长厚比>
长厚比设为如下方式求出的值:在利用扫描型电子显微镜JSM-6510A(日本电子公司制)拍摄得到的照片的2000~50000倍的视野中,对于六角板状氧化锌颗粒的六角板状面朝向正面的颗粒,对100个颗粒测量以其对角线径(六角板状氧化锌颗粒的六角板状面的3条对角线中的任意1条对角线的长度)来定义的粒径(μm),并将其平均值作为L,对于六角板状氧化锌颗粒的侧面朝向正面的颗粒(看起来为长方形的颗粒),对100个颗粒测量其厚度(μm)(长方形的短边的长度),并将其平均值作为T时,将以它们的值的比L/T的形式求出的值作为长厚比。
<D10、D50(中值粒径)、D90>
为在利用扫描型电子显微镜JSM-6510A(日本电子公司制)拍摄得到的照片的2000~50000倍的视野中以对角线径(六角板状氧化锌颗粒的六角板状面的3条对角线中的任意1条对角线的长度)来定义的粒径(μm),在SEM照片内测量100个颗粒的对角线径,并算出其累积分布。
将以个数基准计的10%、50%、90%的累积粒径分别设为D10、D50、D90。
<亮度L值、红色度a值、黄色度b值、白度W>
亮度L值、红色度a值、黄色度b值、白度W是利用分光色度仪SE2000(日本电色制)测定的值。将试样放入圆底比色皿中,安装在分光色度仪上并进行测定。
<1000nm粉末光谱反射率、1500nm粉末光谱反射率、2000nm粉末光谱反射率>
1000nm粉末光谱反射率、1500nm粉末光谱反射率、2000nm粉末光谱反射率是利用分光光度计(日本分光公司制V-570型)测定的值。将实施例和比较例中得到的粉末装入专用的比色皿中,安装在分光光度计上,测定波长1000nm、波长1500nm和2000nm下的粉末光谱反射率。
<3价金属元素含量>
3价金属元素含量是通过荧光X射线分析装置ZSXPrimusII(Rigaku公司制)测定的值。测定中使用EZ扫描程序。由下式求出3价金属元素相对于锌元素的摩尔比。
相对于锌元素的3价金属元素含量
=(3价金属元素含量(mol))/(锌元素含量(mol)+3价金属元素含量(mol))×100(%)
<触感>是将少量的粉末置于肌肤上,并用手指抻开粉末时所感受到的触感中表示粉末的光滑性和粗糙感的指标。设为光滑性越好、越感觉不到粗糙的则分数越高,光滑性越差、越感觉到粗糙的则分数越低,以比较例1的粉末为基准(5分),对各试样按照1分~10分的10级进行评分。
[表1]
Figure BDA0002312588580000171
由表1确认到,通过利用本发明的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法进行制造,可以得到红外线的遮蔽性优异、白度高,且由于长厚比高而使用时的触感也优异的掺杂3价金属的六角板状氧化锌。

Claims (9)

1.一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,其是长厚比为2.5以上的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,
对于该掺杂3价金属的六角板状氧化锌,相对于锌元素的3价金属元素含量为0.15~5摩尔%,白度为90以上,且波长1500nm下的粉末光谱反射率为80%以下。
2.根据权利要求1所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,所述3价金属为选自由铝、镓和铟组成的组中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,所述掺杂3价金属的六角板状氧化锌的中值粒径为0.05~5μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌,其特征在于,所述掺杂3价金属的六角板状氧化锌的D90/D10为2.5以下。
5.一种掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,
其为制造掺杂3价金属的六角板状氧化锌的方法,
该制造方法包括:
制备包含原料氧化锌颗粒、乙酸锌溶液和3价金属的氯化物的混合浆料的工序(1);以及
将工序(1)中得到的混合浆料在60~100℃下加热熟化的工序(2)。
6.根据权利要求5所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,所述3价金属的氯化物以相对于原料氧化锌颗粒按照3价金属元素计为0.15~5摩尔%的比例使用。
7.根据权利要求5或6所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,所述3价金属为选自由铝、镓和铟组成的组中的至少1种。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,所述工序(1)包括在乙酸锌溶液中添加3价金属的氯化物的工序。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的掺杂3价金属的六角板状氧化锌的制造方法,其特征在于,所述制造方法还包括:用70℃~低于100℃的水对由工序(2)之后的混合浆料得到的固体成分进行清洗的工序(3)。
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