JP2000281344A - 変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル及びその製造法 - Google Patents

変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル及びその製造法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】新規の変性された酸化第二スズ-酸化ジルコニ
ウム複合ゾル及びその製造法の提供 【解決手段】酸化第二スズのコロイド粒子と酸化ジルコ
ニウムのコロイド粒子とがこれらの酸化物の重量に基づ
いてZrO2/SnO2として0.02-1.0の比率に結合した構造と4
-50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ムの複合体コロイド粒子を核としてその表面が、0.1-10
0のWO3/SnO2重量比と、0.1-100のSiO2/SnO 2 重量比と2-
7nm の粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆されることに
よって形成された粒子径4.5-60nmの変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子からなり、
そしてこれら全金属酸化物を2-50%含む安定なゾル、及
びその製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化第二スズ−酸
化ジルコニウム複合体コロイドの表面を、2〜7nmの
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体の
コロイド粒子で被覆することによって形成された、粒子
径4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジ
ルコニウムのコロイド粒子のゾル及びその製造方法に関
する。本発明のゾルは、プラスチックレンズの表面に施
されるハードコート剤の成分として、その他種々の用途
に用いられる。
【0002】
【従来の技術】既に種々の金属酸化物のゾルが知られて
いる。近年多用されるようになってきたプラスチックレ
ンズの表面を改良するために、この表面に適用されるハ
ードコート剤の成分として、高い屈折率を有する金属酸
化物のゾルが用いられている。
【0003】たとえば、特公昭63−37142号公報
には、Al、Ti、Zr、Sn、Sb等の金属酸化物の
1〜300nm粒子を含有させたハードコート剤が記載
されている。
【0004】酸化タングステン単独の安定なゾルは未だ
知られていないが、珪酸塩の添加によって得られるWO
3:SiO2:M2O(但し、Mはアルカリ金属原子又は
アンモニウム基を表わす。)モル比が4〜15:2〜
5:1であるゾルが、特開昭54−52686号公報に
提案されている。
【0005】特公昭50−40119号公報にはSi:
Snのモル比が2〜1000:1であるケイ酸−スズ酸
複合ゾルが提案されている。
【0006】また、特開平3−217230号には4〜
50nmの粒子径を有する原子価3、4又は5の金属酸
化物のコロイド粒子を核としてその表面がWO3/Sn
2重量比0.5〜100であって粒子径2〜7nmで
ある酸化タングステン−酸化第二スズ複合体のコロイド
粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5
〜60nmの変性金属酸化物コロイドからなり、そして
これら全金属酸化物を2〜50重量%含む安定なゾルが
提案されている。
【0007】また、特開平6−24746号にはZrO
2/SnO2として0.02〜1.0の重量比と4〜50
nmの粒子径を有するSnO2−ZrO2複合体コロイド
粒子を核として、その表面を、0.5〜100のWO3
/SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有するWO3
SnO2複合コロイド粒子で被覆した構造の粒子からな
る変性されたSnO2−ZrO2複合体の安定なゾルが提
案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】けれども、これら従来
の金属酸化物ゾル、特にカチオン性の金属酸化物ゾルを
ハードコート剤の成分として用いると、得られたハード
コート剤の安定性が充分でないのみならず、このハード
コート剤の硬化皮膜の透明性、密着性、耐候性等も充分
でない。またSb25ゾルをハードコート剤成分として
用いる場合には、Sb25の屈折率が1.65〜1.7
0程度であるから、レンズのプラスチック基材の屈折率
が1.6以上のときには、もはやこのSb25ゾルでは
硬化被膜の屈折率が充分に向上しない。
【0009】上記特開昭54−52686号公報に記載
の酸化タングステンのゾルは、タングステン酸塩の水溶
液を脱陽イオン処理することにより得られるタングステ
ン酸の水溶液に、珪酸塩を加えることにより得られてい
るが、強酸性においてのみ安定であり、また、ハードコ
ート剤の成分として用いる場合には、塗膜の屈折率を向
上させる効果は小さい。
【0010】上記特公昭50−40119号公報に記載
のケイ酸−スズ酸複合ゾルは、ケイ酸アルカリとスズ酸
アルカリの混合水溶液を脱陽イオン処理することにより
得られているが、上記同様、やはりハードコート剤の成
分として用いる場合には、塗膜の屈折率を向上させる効
果は小さい。
【0011】上記特開平3−217230に記載の変性
金属酸化物ゾルは屈折率が1.7以上で、安定であり、
プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分として用
いることができ、要求されるハードコート膜の性能、例
えば耐擦傷性、透明性、密着性、耐水性、耐候性などの
性能をほぼ満足する事ができる。
【0012】上記特開平6−24746に記載の変性酸
化第二スズ−酸化ジルコニウムゾルは屈折率が1.7以
上で、安定であり、プラスチックレンズ用のハードコー
ト剤の成分として用いることができ、要求されるハード
コート膜の性能、例えば耐擦傷性、透明性、密着性など
の性能をほぼ満足する事ができる。
【0013】本願発明の変性された金属酸化物ゾルはハ
ードコート剤成分として用いたときに、従来の金属酸化
物ゾルを用いたときに見られる紫外線照射による黄変
や、耐水性、耐湿性の問題を克服し、耐水性、耐湿性及
び耐候性能の良好な高い屈折率を有する変性された酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の安定な
ゾルを提供し、プラスチックレンズ表面に施されるハー
ドコート膜の性能向上成分として、そのハードコート用
塗料に混合して用いることができる金属酸化物ゾルを提
供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本願発明は、酸化第二ス
ズのコロイド粒子と酸化ジルコニウムのコロイド粒子と
がこれらの酸化物の重量に基づいてZrO2/SnO2
して0.02〜1.0の比率に結合した構造と4〜50
nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
の複合体コロイド粒子を核としてその表面が、0.1〜
100のWO3/SnO2重量比と、0.1〜100のS
iO2/SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有する酸
化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコ
ロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径
4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジル
コニウム複合体コロイド粒子からなり、そしてこれら全
金属酸化物を2〜50重量%含む安定なゾルである。
【0015】また、本願発明のゾルの製造方法は、下記
(a)工程、(b)工程、(c)工程、(d)工程及び
(e)工程: (a)工程:4〜50nmの粒子径を有する酸化第二ス
ズのコロイド粒子をその酸化物SnO2として0.5〜
50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルと、
ZrO2として0.5〜50重量%濃度のオキシジルコ
ニウム塩の水溶液とを、これらに基づくZrO2/Sn
2として0.02〜1.0の重量比に混合する工程、 (b)工程:(a)工程によって得られた混合液を60
〜200℃で、0.1〜50時間加熱することにより、
4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジル
コニウム複合体水性ゾルを生成させる工程、 (c)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸塩を
WO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2
/SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有す
る水溶液を調製し、その水溶液中に存在する陽イオンを
除去して得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二
酸化珪素複合体ゾルを生成させる工程、 (d)工程:(b)工程で得られた酸化第二スズ−酸化
ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに含まれるZrO
2とSnO2の合計として100重量部と、(c)工程で
得られた2〜7nmの粒子径と0.1〜100のWO3
/SnO2重量比と0.1〜100のSiO2/SnO2
重量比を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸
化珪素複合体ゾルを、これに含まれるWO3とSnO2
SiO2の合計として2〜100重量部の比率に0〜1
00℃で混合する工程、及び (e)工程:(d)工程で得られた変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換
体と接触させることにより、当該ゾル中に存在する陰イ
オンを除去する工程からなる。
【0016】
【発明の実施の形態】本願発明のゾルの製造に用いられ
る核粒子としての酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合
体コロイド粒子のゾルは、上記(a)工程と(b)工程
からなる方法で製造する事ができる。(a)工程に用い
られる酸化第二スズのコロイド粒子は、公知の方法、例
えばイオン交換法、解膠法、加水分解法、反応法等と呼
ばれる方法により、約4〜50nm程度粒子径を有する
コロイド粒子のゾルの形態で容易につくることができ
る。
【0017】上記イオン交換法の例としては、スズ酸ナ
トリウムのようなスズ酸塩を水素型陽イオン交換樹脂で
処理する方法、或いは上記塩化第二スズ、硝酸第二スズ
のような第二スズ塩を水酸基型陰イオン交換樹脂で処理
する方法が挙げられる。上記解膠法の例としては、第二
スズ塩を塩基で中和するか、或いはスズ酸を塩酸で中和
させることにより得られる水酸化第二スズゲルを洗浄し
た後、酸又は塩基で解膠する方法が挙げられる。上記加
水分解法の例としては、スズアルコキシドを加水分解す
る方法、或いは塩基性塩化第二スズ塩基性塩を加熱下加
水分解した後、不要の酸を除去する方法が挙げられる。
上記反応法の例としては、金属スズ粉末と酸とを反応さ
せる方法が挙げられる。
【0018】これら酸化第二スズゾルの媒体は、水、親
水性有機溶媒のいずれでもよいが、媒体が水である水性
ゾルが好ましい。また、ゾルのpHとしては、ゾルを安
定ならしめる値がよく、通常、0.2〜11程度がよ
い。本発明の目的が達成される限り、酸化第二スズゾル
には、任意の成分、例えば、ゾルの安定化のためのアル
カリ性物質、酸性物質、オキシカルボン酸等が含まれて
いてもよい。用いられる酸化第二スズゾルの濃度として
は、酸化第二スズとして0.5〜50重量%程度である
が、この濃度は低い方がよく、好ましくは1〜30重量
%である。
【0019】酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル
は、上記酸化第二スズゾルにオキシジルコニウム塩をZ
rO2/SnO2重量比が0.02〜1.0になるように
0〜100℃で0.5〜3時間混合する(a)工程、次
いでこれを60〜200℃、0.1〜50時間加熱する
(b)工程により得ることができる。
【0020】用いるオキシジルコニウム塩としては、オ
キシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、オキ
シ硫酸ジルコニウム、オキシ酢酸ジルコニウムなどのオ
キシ有機酸ジルコニウム、オキシ炭酸ジルコニウム等が
ある。これらのオキシジルコニウム塩は固体又は水溶液
として用いることができるが、ZrO2として0.5〜
50重量%、好ましくは0.5〜30重量%の水溶液と
して用いることができる。オキシ炭酸ジルコニルのよう
に、水に不溶の塩も混合する酸化第二スズが酸性ゾルの
場合は使用することが可能である。
【0021】酸化第二スズゾルは特にアミンなどの有機
塩基で安定化されたアルカリ性のゾルを用いるのが特に
好ましく、オキシジルコニウム塩との混合は0〜100
℃、好ましくは室温〜60℃が好ましい。そしてこの混
合は撹拌下で酸化第二スズゾルにオキシジルコニウム塩
を加えても、オキシジルコニウム塩水溶液に酸化第二ス
ズゾルを加えてもよいが、後者の方が好ましい。この混
合は充分行われる必要があり、0.5〜3時間が好まし
い。
【0022】本願発明の被覆ゾルとして用いられ、
(c)工程で得られる酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素複合体ゾルに含まれるWO3、SnO2及び
SiO2複合体コロイド粒子は、電子顕微鏡によって粒
子径を観測することができ、その粒子径は1〜50n
m、好ましくは2〜7nm、特に好ましくは2〜5nm
である。このゾルのコロイド粒子の分散媒としては、
水、親水性有機溶媒のいずれも可能である。このゾル
は、WO3、SnO2及びSiO2をWO3/SnO2重量
比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比とし
て0.1〜100の比率に含有する。このゾルに含まれ
るWO3、SnO2及びSiO2の合計の濃度は、通常4
0重量%以下、実用上好ましくは2重量%以上、好まし
くは5〜30重量%である。このゾルは、1〜9のpH
を示し、無色透明乃至僅かにコロイド色を有する液であ
る。そして、室温では3ケ月以上、60℃でも1ケ月以
上安定であり、このゾル中に沈降物が生成することがな
く、また、このゾルが増粘したり、ゲル化を起すような
ことはない。
【0023】(c)工程で得られる酸化タングステン
(WO3)、酸化第二スズ(SnO2)及び二酸化珪素
(SiO2)の複合体コロイド粒子を含有することを特
徴とする安定な酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸
化珪素複合体ゾルの製造方法は、 (c−1)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸
塩をWO3/SnO2重量比として0.1〜100、Si
2/SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有
した水溶液を調製する工程、及び (c−2)工程:(c−1)工程で得られた水溶液中に
存在する陽イオンを除去する工程からなる。
【0024】(c−1)工程で用いられるタングステン
酸塩、スズ酸塩および珪酸塩の例としては、アルカリ金
属、アンモニウム、アミン等のタングステン酸塩、スズ
酸塩および珪酸塩等が挙げられる。これらアルカリ金
属、アンモニウム及びアミンの好ましい例としては、L
i、Na、K、Rb、Cs、NH4、エチルアミン、ト
リエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルア
ミン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ(2
−エチルヘキシル)アミン等のアルキルアミン;ベンジ
ルアミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂環式
アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン
等のアルカノールアミンが挙げられる。特に、タングス
テン酸ナトリウム(Na2WO4・2H2O)、スズ酸ナ
トリウム(Na2SnO3・3H2O)及び珪酸ナトリウ
ム(水ガラス)が好ましい。また、酸化タングステン、
タングステン酸、スズ酸、珪酸等をアルカリ金属水酸化
物の水溶液に溶解したものも使用することが出来る。ま
た珪酸塩として活性珪酸にエチルアミン、トリエチルア
ミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン、イソ
ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ(2−エチルヘ
キシル)アミン等のアルキルアミンを添加して得られる
アミンシリケートや第4級アンモニウムシリケートも使
用する事ができる。
【0025】(c−1)工程の水溶液の調製方法として
は、タングステン酸塩、スズ酸塩、珪酸塩の各粉末を水
に溶解させ水溶液を調製する方法や、タングステン酸塩
水溶液、スズ酸塩水溶液、及び珪酸塩水溶液を混合して
水溶液を調製する方法や、タングステン酸塩とスズ酸塩
の粉末及び珪酸塩の水溶液を水に添加して水溶液を調製
する方法等が挙げられる。
【0026】(c)工程のゾルの製造に用いられるタン
グステン酸塩の水溶液は、WO3として0.1〜15重
量%濃度のものが好ましいが、これ以上の濃度でも使用
可能である。(c)工程のゾルの製造に用いられるスズ
酸塩の水溶液としては、SnO2濃度0.1〜30重量
%程度が好ましいが、これ以上の濃度でも使用可能であ
る。本願発明のゾルの製造に用いられる珪酸塩の水溶液
としては、SiO2濃度0.1〜30重量%程度が好ま
しいが、これ以上の濃度でも使用可能である。
【0027】(c−1)工程での水溶液の調製は攪拌下
に、室温〜100℃、好ましくは、室温〜60℃位で行
うのがよい。混合すべき水溶液は、WO3/SnO2重量
比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比とし
て0.1〜100が好ましい。
【0028】(c−2)工程では(c−1)工程で得ら
れた水溶液中に存在する陽イオンを除去する工程であ
る。脱陽イオン処理の方法としては水素型イオン交換体
と接触させる方法や塩析により行うことができる。ここ
で用いられる水素型陽イオン交換体としては、通常用い
られるものであり、好都合には市販品の水素型陽イオン
交換樹脂を用いることが出来る。
【0029】(c−1)工程及び(c−2)工程を経て
得られた水性ゾルは、濃度が低いときには所望に応じ、
この水性ゾルを通常の濃縮方法、例えば、蒸発法、限外
濾過法等により、ゾルの濃度を高めることができる。特
に、限外濾過法は好ましい。この濃縮においても、ゾル
の温度は約100℃以下、特に60℃以下に保つことが
好ましい。
【0030】(c)工程の水性ゾルの水を親水性有機溶
媒で置換することによりオルガノゾルと呼ばれる親水性
有機溶媒ゾルが得られる。(c)工程で得られた酸化タ
ングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルは、
酸化第二スズと酸化タングステンと二酸化珪素が原子レ
ベルで均一に複合(固溶)して得られた酸化タングステ
ン−酸化第二スズ−二酸化珪素からなる複合体粒子を含
有する。従って、酸化タングステンゾル、酸化第二スズ
ゾル及び二酸化珪素ゾルの3種のゾルを単に混合して得
られるものではない。酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素の複合体ゾルは、酸化タングステン−酸化
第二スズ−二酸化珪素の複合体粒子は固溶体を形成して
いる為に、溶媒置換によっても酸化タングステン粒子、
酸化第二スズ粒子及び二酸化珪素粒子に分解する事はな
い。酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素の複
合体ゾルは、酸化タングステン−酸化第二スズの複合ゾ
ルに比べ、基材に被覆して被膜を形成した際に、耐水
性、耐湿性、及び耐候性が向上する。
【0031】(c)工程で得られたゾル中のWO3/S
nO2重量比が0.1未満では、不安定であり、また、
この重量比が100を越えると、やはりゾルは安定性を
示さない。高いpHの水性ゾルから上記オルガノゾルを
つくる際に加えられるオキシカルボン酸も、ゾルの安定
化に貢献するが、その添加量がゾル中のWO3、SnO2
及びSiO2の合計に対し30重量%以上と多いと、こ
のようなゾルを用いて得られる乾燥塗膜の耐水性が低下
する。用いられるオキシカルボン酸の例としては、乳
酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、グリコ
ール等が挙げられる。また、アルカリ成分としては、L
i、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属水酸化物、
NH4、エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピ
ルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン;ベ
ンジルアミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂
環式アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールア
ミン等のアルカノールアミン等が挙げられる。これらは
2種以上を混合して含有することができる。また、上記
の酸性成分と併用することもできる。ゾル中のアルカリ
金属、アンモニウム、アミン、オキシカルボン酸等の量
に対応して、そのゾルのpHが変わる。ゾルのpHが1
未満ではゾルは不安定であり、pHが9を越えると、酸
化タングステン、酸化第二スズおよび二酸化珪素の複合
体コロイド粒子が液中で溶解し易い。ゾル中のWO3
SnO2及びSiO2の合計濃度が40重量%以上に高い
と、ゾルはやはり安定性に乏しい。この濃度が薄すぎる
と非実用的であり、工業製品として好ましい濃度は5〜
30重量%である。
【0032】濃縮法として限外濾過法を用いると、ゾル
中に共存しているポリアニオン、極微小粒子等が水と一
緒に限外濾過膜を通過するので、ゾルの不安定化の原因
であるこれらポリアニオン、極微小粒子等をゾルから除
去することができる。
【0033】(d)工程は、(b)工程で得られた酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに
含まれるZrO2とSnO2の合計として100重量部
と、(c)工程で得られた2〜7nmの粒子径と0.1
〜100のWO3/SnO2重量比と0.1〜100のS
iO2/SnO2重量比を有する酸化タングステン−酸化
第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを、これに含まれるW
3とSnO2とSiO2の合計として2〜100重量部
の比率に0〜100℃で混合する工程である。
【0034】(d)工程により、酸化タングステン−酸
化第二スズ−二酸化珪素複合ゾルのコロイド粒子を酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾルのコロイド粒子表
面に結合させて、当該表面を上記酸化タングステン−酸
化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆す
ることにより、そのコロイド粒子を核としてその表面が
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体の
性質を有するように変性された酸化第二スズ−酸化ジル
コニウムの複合コロイド粒子を生成させることができ、
そしてこの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
複合コロイド粒子が液媒体に安定に分散したゾルとして
得ることができる。
【0035】酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合体のコロイド粒子によって変性されたこれらの
酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合コロイド粒子の
ゾルは、この酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル
をその金属酸化物(ZrO2+SnO2)として100重
量部と、上記酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合ゾルをこのゾルのWO3、SnO2及びSiO2
の合計として2〜100重量部の比率に、好ましくは強
撹拌下に混合する(d)工程、次いでこの混合ゾルから
ゾル中の陰イオンを除去する工程(e)工程により得ら
れる。
【0036】上記(d)工程の混合によって得られたゾ
ル中の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合
コロイド粒子は、電子顕微鏡によって観察することがで
き、ほぼ4.5〜60nmの粒子径を有する。上記混合
によって得られたゾルはpHほぼ1〜9を有している
が、改質のために用いたオキシジルコニウム塩に由来す
るCl‐、NO3‐、CH3COO‐などのアニオンを多
く含有しているために、コロイド粒子はミクロ凝集を起
こしており、ゾルの透明性が低くなっている。
【0037】上記混合によって得られたゾル中のアニオ
ンを(e)工程の陰イオンを除去することにより、pH
3〜11で、透明性の良い、安定な変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルを得る
ことができる。(e)工程の陰イオン除去は上記混合に
よって得られたゾルを水酸基型陰イオン交換樹脂で10
0℃以下、好ましくは室温〜60℃位の温度で処理する
ことにより得られる。水酸基型陰イオン交換樹脂は市販
品を用いることができるが、アンバーライト410のよ
うな強塩基型のものが好ましい。(e)工程の水酸基型
陰イオン交換樹脂による処理は(d)工程での混合によ
って得られたゾルの金属酸化物濃度が1〜10重量%で
行うのが特に好ましい。
【0038】(a)〜(e)工程により得られた変性さ
れた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾルの濃度を
更に高めたいときには、最大約50重量%まで常法、例
えば蒸発法、限外濾過法等により濃縮することができ
る。またこのゾルのpHを調整したい時には、濃縮後
に、前記アルカリ金属、アンモニウム等の水酸化物、前
記アミン、オキシカルボン酸等をゾルに加えることによ
って行うことができる。特に、上記金属酸化物(ZrO
2+SnO2)と(WO3+SnO2+SiO2)の合計濃
度が10〜40重量%であるゾルは実用的に好ましい。
【0039】(e)工程より得られた変性された酸化第
二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル中のコロイド粒子
は、エチルシリケート、メチルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン
化合物又はその加水分解物で、部分的に又は全面的に表
面を被覆する事ができる。
【0040】上記混合によって得られた変性された酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾルが水性ゾルである
ときは、この水性ゾルの水媒体を親水性有機溶媒で置換
することによりオルガノゾルが得られる。この置換は、
蒸留法、限外濾過法等通常の方法により行うことができ
る。この親水性有機溶媒の例としてはメチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低
級アルコール;ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメ
チルアセトアミド等の直鎖アミド類;N−メチル−2−
ピロリドン等の環状アミド類;エチルセロソルブ、エチ
レングリコール等のグリコール類等が挙げられる。
【0041】上記水と親水性有機溶媒との置換は、通常
の方法、例えば、蒸留置換法、限外濾過法等によって容
易に行うことができる。
【0042】本発明による酸化タングステン−酸化第二
スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子によって表面が
被覆された変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
複合コロイド粒子はゾル中で負に帯電している。上記酸
化第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子は陽に
帯電しており、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸
化珪素複合体のコロイド粒子は負に帯電している。従っ
て、(d)工程の混合によりこの陽に帯電している酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の周りに
負に帯電している酸化タングステン−酸化第二スズ−二
酸化珪素複合体のコロイド粒子が電気的に引き寄せら
れ、そして陽帯電のコロイド粒子表面上に化学結合によ
って酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合
体のコロイド粒子が結合し、この陽帯電の粒子を核とし
てその表面を酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合体が覆ってしまうことによって、変性された酸
化第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子が生成
したものと考えられる。
【0043】けれども、核ゾルとしての粒子径4〜50
nmの酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒
子と、被覆ゾルとしての酸化タングステン−酸化第二ス
ズ−二酸化珪素複合コロイド粒子とを混合するときに、
核ゾルの金属酸化物(ZrO 2とSnO2)100重量部
に対し、被覆ゾルの金属酸化物(WO3+SnO2+Si
2)の合計量が2重量部より少ないと、安定なゾルが
得られない。このことは、酸化タングステン−酸化第二
スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子の量が不足する
ときには、この複合体のコロイド粒子による酸化第二ス
ズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子を核とするその
表面の被覆が不充分となり、生成コロイド粒子の凝集が
起こり易く、生成ゾルを不安定ならしめるものと考えら
れる。従って、混合すべき酸化タングステン−酸化第二
スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子の量は、酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の全表面を覆
う量より少なくてもよいが、安定な変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルを生成
せしめるに必要な最小量以上の量である。この表面被覆
に用いられる量を越える量の酸化タングステン−酸化第
二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子が上記混合に用
いられたときには、得られたゾルは、酸化タングステン
−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子のゾル
と、生じた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
複合コロイド粒子のゾルの安定な混合ゾルに過ぎない。
【0044】好ましくは、酸化第二スズ−酸化ジルコニ
ウム複合コロイド粒子をその表面被覆によって変性する
には、用いられる酸化タングステン−酸化第二スズ−二
酸化珪素複合体のコロイド粒子の量は、核ゾルの金属酸
化物(ZrO2+SnO2)100重量部に対し、被覆ゾ
ル中の金属酸化物(WO3+SnO2+SiO2)の合計
として100重量部以下がよい。
【0045】本発明による変性された酸化第二スズ−酸
化ジルコニウムの好ましい水性複合ゾルは、pH3〜1
1を有し、pHが3より低いとそのようなゾルは不安定
となり易い。また、このpHが11を越えると、変性さ
れた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子
を覆っている酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合体が液中に溶解し易い。更に変性された酸化第
二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾル中の
上記金属酸化物(ZrO2+SnO2)と(WO 3+Sn
2+SiO2)の合計濃度が50重量%を越えるときに
も、このようなゾルは不安定となり易い。工業製品とし
て好ましい濃度は10〜40重量%程度である。
【0046】酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合体コロイド粒子は高温で加水分解を受け易いこ
とから、(d)工程の混合、(e)工程の陰イオン交換
および(e)工程後の濃縮、pH調整、溶媒置換等の際
には100℃以下が好ましい。
【0047】
【実施例】
酸化第二スズゾルの調製 金属スズ粉末と塩酸水溶液と過酸化水素水溶液との反応
により得られた比重1.420、pH0.40、撹拌直
後の粘度32mPa・s、SnO2含量33.0重量
%、HCl含量2.56重量%、電子顕微鏡による紡錘
状コロイド粒子径10nm以下、BET法による粒子の
比表面積120m2/g、この比表面積からの換算粒子
径7.2nm、米国コールター社製N4装置による動的
光散乱法粒子径107nm、淡黄色透明の酸化第二スズ
水性ゾル1200gを水10800gに分散させた後、
これにイソプロピルアミン4.8gを加え、次いで、こ
の液を水酸基型陰イオン交換樹脂充填のカラムに通すこ
とにより、アルカリ性の酸化第二水性ゾル13440g
を得た。このゾルは、安定であり、コロイド色を呈して
いるが、透明性が非常に高く、比重1.029、pH
9.80、粘度1.4mPa・s、SnO2含量2.9
5重量%、イソプロピルアミン含量0.036重量%で
あった。
【0048】実施例1 (a)工程 試薬のオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H
2O)を水に溶解して調製したオキシ塩化ジルコニウム
水溶液(ZrO2として2.0重量%)3043g(Z
rO2として60.87g含有する。)に撹拌下に、室
温で、上記調製したアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル
10791g(SnO2として409.5g)を添加
し、二時間撹拌を続行した。混合液はZrO2/SnO2
重量比0.15、pH1.50でコロイド色を有する透
明性の良好なゾルであった。
【0049】(b)工程 (a)工程で調製した混合液を撹拌下に、90℃で5時
間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複
合ゾル13834gを得た。このゾルはSnO 2として
2.96重量%、ZrO2として0.44重量%、Sn
2+ZrO2として3.40重量%、pH1.45で、
粒子径9.0nm、コロイド色を有するが、透明性は良
好であった。
【0050】(c)工程 3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有す
る。)113gを水2353.7gに溶解し、ついでタ
ングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3
して71重量%含有する。)33.3gおよびスズ酸ナ
トリウムNaSnO3・H2O(SnO2として55重量
%含有する。)42.45gを溶解する。次いでこれを
水素型陽イオン交換樹脂のカラムに通すことにより酸性
の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合ゾ
ル(pH2.1、WO3として0.75重量%、SnO2
として0.75重量%、SiO2として1.00重量%
を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/S
nO2重量比1.33であり、粒子径2.5nmであっ
た。)3150gを得た。
【0051】(d)工程 (c)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素複合ゾル3150g(WO3+SnO2+S
iO2として78.83gを含有する。)に撹拌下に、
室温で(b)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコ
ニウム複合ゾル11592.6g(ZrO2+SnO2
して394.1g含有する。)を20分で添加し、30
分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−
酸化ジルコニウム複合コロイド(ZrO2+SnO2)と
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合コロ
イド(WO3+SnO2+SiO2)の比は(WO3+Sn
2+SiO2)/(ZrO2+SnO2)重量比0.2
0、pH2.26、全金属酸化物3.2重量%であり、
コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。 (e)工程
【0052】(d)工程で得た混合液14742.6g
にジイソブチルアミンを9.5g添加し、次いで水酸基
型陰イオン交換樹脂(アンバーライト410)を充填し
たカラムに室温で通液、次いで80℃で1hr加熱熟成
することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニ
ウム複合水性ゾル(希薄液)16288gを得た。この
ゾルは全金属酸化物2.90重量%、pH10.43
で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
【0053】(e)工程で得られた変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)を、分
画分子量5万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮
し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ム複合水性ゾル2182gを得た。このゾルはpH8.
71、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+Si
2)18.3重量%で、安定であった。
【0054】上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸
化ジルコニウム複合水性ゾル2182gに撹拌下に、室
温で酒石酸4.0g、ジイソブチルアミン6.0g、消
泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴
を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応フ
ラスコで常圧下、メタノール20リットルを少しずつ加
えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタ
ノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコ
ニウム複合メタノールゾル1171gを得た。このゾル
は比重1.124、pH7.45(水との等重量混合
物)、粘度2.3mPa・s、全金属酸化物(ZrO2
+SnO2+WO3+SiO2)32.7重量%、水分
0.47重量%、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜
15nmであった。
【0055】このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高
く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘な
どの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾
燥物の屈折率は1.76であった。
【0056】実施例2 (a)工程 試薬のオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H
2O)を水に溶解して調製したオキシ塩化ジルコニウム
水溶液(ZrO2として2.0重量%)3043g(Z
rO2として60.87gを含有する。)に撹拌下に、
室温で、上記調製したアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾ
ル10791g(SnO2として409.5g)を添加
し、二時間撹拌を続行した。混合液はZrO2/SnO2
重量比0.15、pH1.50でコロイド色を有する透
明性の良好なゾルであった。
【0057】(b)工程 (a)工程で調製した混合液を撹拌下に90℃で5時間
加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合
ゾル13834gを得た。このゾルはSnO2として
2.96重量%、ZrO2として0.44重量%、Sn
2+ZrO2として3.40重量%、pH1.45で、
粒子径9.0nmでコロイド色を有するが、透明性は良
好であった。
【0058】(c)工程 3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有す
る。)187.2gを水2101.1gに溶解し、つい
でタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(W
3として71重量%含有する。)28.0gおよびス
ズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として5
5重量%含有する。)35.7gを溶解する。次いでこ
れを水素型陽イオン交換樹脂のカラムに通すことにより
酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複
合ゾル(pH2.3、WO3として0.62重量%、S
nO2として0.62重量%、SiO2として1.69重
量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2
/SnO2重量比2.7であり、粒子径2.1nmであ
った。)3203.6gを得た。
【0059】(d)工程 (c)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素複合ゾル3203g(WO3+SnO2+S
iO2として94.1g含有する。)に撹拌下に、室温
で(b)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ム複合ゾル13834g(ZrO2+SnO2として47
0.3g含有する。)を20分で添加し、30分間撹拌
を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジル
コニウム複合コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タン
グステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合コロイド(W
3+SnO2+SiO2)の比は(WO3+SnO2+S
iO2)/(ZrO2+SnO2)重量比0.20、pH
1.55、全金属酸化物3.32重量%であり、コロイ
ド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
【0060】(e)工程 (d)工程で得た混合液17037gにジイソブチルア
ミン11.3gを滴下し次いで水酸基型陰イオン交換樹
脂(アンバーライト410)を充填したカラムに室温で
通液、80℃で1hr加熱熟成することによって変性さ
れた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希
薄液)19970gを得た。このゾルは全金属酸化物
2.83重量%、pH10.25で、コロイド色は呈す
るが透明性は良好であった。
【0061】(e)工程で得られた変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)を、分
画分子量5万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮
し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ム複合水性ゾル3402.3gを得た。このゾルはpH
8.31、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3
SiO2として)20.0重量%で、安定であった。
【0062】上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸
化ジルコニウム複合水性ゾル3402.3gに撹拌下
に、室温で酒石酸7.9g、ジイソブチルアミン11.
9g、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー48
3)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルをロータリ
ーエバポレーターにて減圧下、液温30℃以下でメタノ
ール30リットルを少しずつ加えながら水を留去するこ
とにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性さ
れた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾ
ル1397.7gを得た。このゾルは比重1.140、
pH7.23(水との等重量混合物)、粘度2.3mP
a・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+S
iO2)34.0重量%、水分0.50重量%、電子顕
微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
【0063】このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高
く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘な
どの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾
燥物の屈折率は1.75であった。
【0064】実施例3 (a)工程 試薬のオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H
2O)を水に溶解して調製したオキシ塩化ジルコニウム
水溶液(ZrO2として2.0重量%)3043g(Z
rO2として60.87gを含有する。)に撹拌下に、
室温で、上記調製したアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾ
ル10791g(SnO2として409.5g)を添加
し、二時間撹拌を続行した。混合液はZrO2/SnO2
重量比0.15、pH1.50でコロイド色を有する透
明性の良好なゾルであった。
【0065】(b)工程 (a)工程で調製した混合液を撹拌下に、90℃で5時
間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複
合ゾル13834gを得た。このゾルはSnO 22.9
6重量%、ZrO20.44重量%、SnO2+ZrO2
として3.40重量%、pH1.45で、粒子径9.0
nmでコロイド色を有するが、透明性は良好であった。
【0066】(c)工程 3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有す
る。)74.8gを水2497.0gに溶解し、ついで
タングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3
として71重量%含有する。) 51.0gおよびスズ
酸ナトリウムNaSnO3・3H2O(SnO2として5
5重量%含有する。)65.8gを溶解する。次いでこ
れを水素型陽イオン交換樹脂のカラムに通すことにより
酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複
合ゾル(pH2.0、WO3として1.11重量%、S
nO2として1.11重量%、SiO2として0.67重
量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2
/SnO2重量比0.60で、粒子径3.0nmであっ
た。)3246.0gを得た。
【0067】(d)工程 Cで調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化
珪素複合ゾル3246.0g(WO3+SnO2+SiO
2として94.1gを含有する。)に撹拌下に、室温で
(b)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
複合ゾル13834g(ZrO2+SnO2として47
0.4gを含有する。)を20分で添加し、30分間撹
拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジ
ルコニウム複合コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タ
ングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合コロイド
(WO3+SnO2+SiO2)の比は(WO3+SnO2
+SiO2)/(ZrO2+SnO2)重量比0.20、
pH1.87、全金属酸化物3.31重量%であり、コ
ロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
【0068】(e)工程 (d)工程で得た混合液17080gを水酸基型陰イオ
ン交換樹脂(アンバーライト410)を充填したカラム
に室温で通液することにより変性された酸化第二スズ−
酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)22204.
0gを得た。このゾルは全金属酸化物2.54重量%、
pH10.67で、コロイド色は呈するが透明性は良好
であった。
【0069】(e)工程で得られた変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)を、分
画分子量5万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮
し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ム複合水性ゾル2675.4gを得た。このゾルはpH
9.74、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3
SiO2として)21.1重量%で安定であった。
【0070】上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸
化ジルコニウム複合水性ゾル2675.4gに撹拌下
に、室温で酒石酸11.30g、ジイソブチルアミン1
6.9g、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー
483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルをロー
タリーエバポレーターにて減圧下、液温30℃以下でメ
タノール28リットルを少しずつ加えながら水を留去す
ることにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変
性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノー
ルゾル1850gを得た。このゾルは比重1.114、
pH7.12(水との等重量混合物)、粘度2.0mP
a・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+S
iO2)30.2重量%、水分0.55重量%、電子顕
微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。この
ゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月
放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認めら
れず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は
1.77であった。
【0071】実施例4 (a)工程 試薬のオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H
2O)を水に溶解して調製したオキシ塩化ジルコニウム
水溶液(ZrO2として2.0重量%を含有する。)3
043g(ZrO2として60.87gを含有する。)
に撹拌下に、室温で、上記調製したアルカリ性の酸化第
二スズ水性ゾル10791g(SnO2として409.
5gを含有する。)を添加し、二時間撹拌を続行した。
混合液はZrO2/SnO2重量比0.15、pH1.5
0でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
【0072】(b)工程 (a)工程で調製した混合液を撹拌下に、90℃、5時
間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複
合ゾル13834gを得た。このゾルはSnO 2として
2.96重量%、ZrO2として0.44重量%、Sn
2+ZrO2として3.40重量%を含有し、pH1.
45で、粒子径9.0nmでコロイド色を有するが、透
明性は良好であった。 (c)工程 実施例1の(c)工程と同様に調製した。 (d)工程 (c)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ
−二酸化珪素複合ゾル1880g(WO3+SnO2+S
iO2として47.0gを含有する。)に撹拌下に、室
温で(b)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニ
ウム複合ゾル13834g(ZrO2+SnO2として4
70.4gを含有する。)を20分で添加し、30分間
撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化
ジルコニウム複合コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化
タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合コロイド
(WO3+SnO2+SiO2)の比は(WO3+SnO2
+SiO2)/(ZrO2+SnO2)重量比0.10、
pH1.57、全金属酸化物3.30重量%であり、コ
ロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
【0073】(e)工程 (d)工程で得た混合液15714gにジイソブチルア
ミン10.3g添加し次いで水酸基型陰イオン交換樹脂
(アンバーライト410)を充填したカラムに室温で通
液、次いで80℃で1hr加熱熟成することにより変性
された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル
(希薄液)19163gを得た。このゾルは全金属酸化
物2.7重量%、pH10.56で、コロイド色は呈す
るが透明性は良好であった。
【0074】(e)工程で得られた変性された酸化第二
スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)を、分
画分子量5万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮
し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウ
ム複合水性ゾル3423gを得た。このゾルはpH9.
22、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+Si
2)14.6%で安定であった。
【0075】上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸
化ジルコニウム複合水性ゾル2370gに撹拌下に、室
温で酒石酸7.7g、ジイソブチルアミン11.6g、
消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1
滴を加え、1時間撹拌した。このゾルをロータリーエバ
ポレーターにて減圧下、液温30℃以下でメタノール2
9リットルを少しずつ加えながら水を留去することによ
り、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸
化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル15
05gを得た。このゾルは比重1.086、pH7.8
6(水との等重量混合物)、粘度5.3mPa・s、全
金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)3
0.9重量%、水分0.51重量%、電子顕微鏡観察に
よる粒子径は10〜15nmであった。このゾルはコロ
イド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈
降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定で
あった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.76であ
った。
【0076】比較例1 上記調製された酸化第二スズ(電子顕微鏡による紡錘状
コロイド粒子径10nm以下、BET法による粒子の比
表面積120m2/g、この比表面積からの換算粒子径
7.2nm)のコロイド粒子を核としてその表面が、W
3/SnO2重量比0.5〜100であって粒子径1.
8nmである酸化タングステン−酸化第二スズ複合体の
コロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子
径9.0nmの変性された酸化第二スズメタノールゾル
(SnO2+WO3として30.0重量%を含有する。)
を用いた。
【0077】比較例2 酸化第二スズのコロイド粒子と酸化ジルコニウムのコロ
イド粒子とがこれら酸化物の重量に基づいてZrO2
SnO2として0.15の比率に結合した構造と9.0
nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
複合体コロイド粒子を核としてその表面が、1.0nm
のWO3/SnO2重量比と1.2nmの粒子径を有する
酸化タングステン−酸化第二スズ複合体のコロイド粒子
で被覆されることによって形成された粒子径10.2n
mの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムメタノ
ールゾル(SnO2+ZrO2+WO3として30.0重
量%を含有する)を用いた。
【0078】(コーティング液の作製)γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン105.3重量部に0.
01規定の塩酸36.8重量部を滴下し、その後24h
r攪拌を行い、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シランの加水分解物を調整した。これに実施例1〜2及
び比較例1〜2の変性された金属酸化物ゾルをそれぞれ
192.3重量部添加し、コート液を4つ調整した。
【0079】(硬化膜の形成)市販の屈折率nD=1.
59のポリカーボネートの板を用意し、これにディップ
コートにてコーティング組成物を塗布し、120℃で2
時間加熱処理し、塗膜を硬化させた。その後温水60℃
に1時間浸せきし、取り出し水気を十分に拭い、スチー
ルウールで数回膜をこすった。そしてコーティング膜の
状態を目視で、傷つかない(○)、やや傷つく(△)、
傷が入りやすい(×)の3段階のランクで評価した。
【0080】表1 ――――――――――――――――― 例 耐湿性(耐水性) ――――――――――――――――― 実施例1 ○ 実施例2 ○ 実施例3 ○ 実施例4 ○ 比較例1 × 比較例2 △ ―――――――――――――――――
【0081】耐水性の評価において、比較例1で示され
る変性された酸化第二スズゾルよりも、比較例2で示さ
れる変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾ
ルの方が良く、更に実施例1〜2で示される酸化タング
ステン−酸化第二スズ−二酸化珪素のコロイド粒子で被
覆されることによって変性された酸化第二スズ−酸化ジ
ルコニウムの方が良いことがわかる。
【0082】
【発明の効果】本発明によって得られる酸化タングステ
ン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子に
よって表面変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム
の複合コロイド粒子のゾルは無色透明であって、その乾
燥塗膜は約1.7〜1.8の屈折率を示し、また、結合
強度、硬度のいずれも高く、耐光性、帯電防止性、耐熱
性、耐摩耗性等も良好である。また、特に耐水性、耐湿
性が従来のものに比べ格段に向上している。これは、酸
化タングステン−酸化第二スズ−酸化珪素コロイド粒子
中の二酸化珪素成分により乾燥塗膜中にシロキサン結合
が形成され、これにより、耐水性、耐湿性が向上したも
のと推測される。
【0083】このゾルは、pHほぼ1〜9において安定
であり、工業製品として供給されるに充分な安定性も与
えることができる。このゾルは、そのコロイド粒子が負
に帯電しているから、他の負帯電のコロイド粒子からな
るゾルなどとの混和性が良好であり、例えばシリカゾ
ル、五酸化アンチモンゾル、アニオン性又はノニオン性
の界面活性剤、ポリビニルアルコール等の水溶液、アニ
オン性又はノニオン性の樹脂エマルジョン、水ガラス、
りん酸アルミニウム等の水溶液、エチルシリケイトの加
水分解液、シランカップリング剤の加水分解液などの如
き分散体と安定に混合し得る。
【0084】このような性質を有する本発明のゾルは、
プラスチックレンズ上にハードコート膜を形成させるた
めの屈折率、染色性、耐薬品性、耐水性、耐湿性、耐光
性、耐候性、耐摩耗性等の向上成分として特に有効であ
るが、その他種々の用途に用いることができる。
【0085】このゾルを有機質の繊維、繊維製品、紙な
どの表面に適用することによって、これら材料の難燃
性、表面滑り防止性、帯電防止性、染色性等を向上させ
ることができる。また、これらのゾルは、セラミックフ
ァイバー、ガラスファイバー、セラミックス等の結合剤
として用いることができる。更に、各種塗料、各種接着
剤等に混入して用いることによって、それらの硬化塗膜
の耐水性、耐薬品性、耐光性、耐候性、耐摩耗性、難燃
性等を向上させることができる。その他、これらのゾル
は、一般に、金属材料、セラミックス材料、ガラス材
料、プラスチック材料などの表面処理剤としても用いる
ことができる。更に触媒成分としても有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 根子 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化学 工業株式会社中央研究所内 Fターム(参考) 2K009 AA15 BB11 CC03 DD02 4G048 AA03 AB02 AC08 AD02 AE06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化第二スズのコロイド粒子と酸化ジル
    コニウムのコロイド粒子とがこれらの酸化物の重量に基
    づいてZrO2/SnO2として0.02〜1.0の比率
    に結合した構造と4〜50nmの粒子径を有する酸化第
    二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子を核と
    してその表面が、0.1〜100のWO3/SnO2重量
    比と、0.1〜100のSiO2/SnO2重量比と2〜
    7nmの粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二ス
    ズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆されること
    によって形成された粒子径4.5〜60nmの変性され
    た酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子
    からなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜50重量%
    含む安定なゾル。
  2. 【請求項2】 下記(a)工程、(b)工程、(c)工
    程、(d)工程及び(e)工程: (a)工程:4〜50nmの粒子径を有する酸化第二ス
    ズのコロイド粒子をその酸化物SnO2として0.5〜
    50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルと、
    ZrO2として0.5〜50重量%濃度のオキシジルコ
    ニウム塩の水溶液とを、これらに基づくZrO2/Sn
    2として0.02〜1.0の重量比に混合する工程、 (b)工程:(a)工程によって得られた混合液を60
    〜200℃で、0.1〜50時間加熱することにより、
    4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジル
    コニウム複合体水性ゾルを生成させる工程、 (c)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸塩を
    WO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2
    /SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有す
    る水溶液を調製し、その水溶液中に存在する陽イオンを
    除去して得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二
    酸化珪素複合体ゾルを生成させる工程、 (d)工程:(b)工程で得られた酸化第二スズ−酸化
    ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに含まれるZrO
    2とSnO2の合計として100重量部と、(c)工程で
    得られた2〜7nmの粒子径と0.1〜100のWO3
    /SnO2重量比と0.1〜100のSiO2/SnO2
    重量比を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸
    化珪素複合体ゾルを、これに含まれるWO3とSnO2
    SiO2の合計として2〜100重量部の比率に0〜1
    00℃で混合する工程、及び (e)工程:(d)工程で得られた変性された酸化第二
    スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換
    体と接触させることにより、当該ゾル中に存在する陰イ
    オンを除去する工程、からなる請求項1に記載の変性さ
    れた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒
    子の安定なゾルの製造方法。
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