JP2003192346A - 酸化亜鉛、その製造方法及びこれを用いたテルライトガラスファイバ並びに光増幅装置 - Google Patents
酸化亜鉛、その製造方法及びこれを用いたテルライトガラスファイバ並びに光増幅装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】亜鉛塩あるいは亜鉛酸などの不純物の多い水溶
液を出発物質とする純度の低い酸化亜鉛の製造の欠点、
ならびに、粒径が１μｍ以下と非常に小さい酸化亜鉛の
製造の欠点を解決した高純度で粒径の大きい酸化亜鉛を
製造する。この酸化亜鉛を使用したガラスファイバおよ
びおよびこの光ファイバを使用して光増幅装置を構成す
る。 【解決手段】高純度亜鉛を酸溶液中で溶解し、水酸化ナ
トリウムまたは水酸化カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈
澱物を作製する工程と、該沈澱物を超純水中で加熱、冷
却により熟成するとともに洗浄する工程と、該沈澱物を
脱水、乾燥する工程と、脱水した物質を粉砕細形化する
工程とを備えることを特徴とする。 【効果】無水の高純度で、粒径が１μｍ以上の棒状結晶
である酸化亜鉛が製造できる。これを使用した光ファイ
バおよびこの光ファイバを使用した光増幅装置は増幅度
の高いと言う利点を生じる。
液を出発物質とする純度の低い酸化亜鉛の製造の欠点、
ならびに、粒径が１μｍ以下と非常に小さい酸化亜鉛の
製造の欠点を解決した高純度で粒径の大きい酸化亜鉛を
製造する。この酸化亜鉛を使用したガラスファイバおよ
びおよびこの光ファイバを使用して光増幅装置を構成す
る。 【解決手段】高純度亜鉛を酸溶液中で溶解し、水酸化ナ
トリウムまたは水酸化カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈
澱物を作製する工程と、該沈澱物を超純水中で加熱、冷
却により熟成するとともに洗浄する工程と、該沈澱物を
脱水、乾燥する工程と、脱水した物質を粉砕細形化する
工程とを備えることを特徴とする。 【効果】無水の高純度で、粒径が１μｍ以上の棒状結晶
である酸化亜鉛が製造できる。これを使用した光ファイ
バおよびこの光ファイバを使用した光増幅装置は増幅度
の高いと言う利点を生じる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高純度で粒径の大
きい酸化亜鉛の製造方法、更に詳細には光増幅器用高純
度酸化物原料の酸化亜鉛の製造方法に関する。
きい酸化亜鉛の製造方法、更に詳細には光増幅器用高純
度酸化物原料の酸化亜鉛の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、光増幅媒体と、
これを用いた光増幅器およびレーザ装置のもとになる二
酸化テルル（ＴｅＯ2）を主成分とするテルライトガラ
スまたはテルライトガラスファイバの構成原料の一つで
ある。
これを用いた光増幅器およびレーザ装置のもとになる二
酸化テルル（ＴｅＯ2）を主成分とするテルライトガラ
スまたはテルライトガラスファイバの構成原料の一つで
ある。
【０００３】従来の酸化亜鉛の製造方法については、亜
鉛酸の水溶液に二酸化炭素を飽和した炭酸水素ナトリウ
ム溶液の作用で得る方法、具体的には、亜鉛塩の硫酸亜
鉛の水溶液に炭酸水素ナトリウム溶液を加えて炭酸亜鉛
を作製後、高温で焼成し製造する。すなわち、さらに具
体的には、従来法では、硫酸亜鉛のような亜鉛塩の水溶
液、亜鉛酸の水溶液を出発物質とし、該水溶液に炭酸ナ
トリウム、あるいは、炭酸水素ナトリウムの溶液を加
え、各々、塩基性の炭酸亜鉛、中性の炭酸亜鉛を作製
後、高温で焼成し、酸化亜鉛を得るものである。
鉛酸の水溶液に二酸化炭素を飽和した炭酸水素ナトリウ
ム溶液の作用で得る方法、具体的には、亜鉛塩の硫酸亜
鉛の水溶液に炭酸水素ナトリウム溶液を加えて炭酸亜鉛
を作製後、高温で焼成し製造する。すなわち、さらに具
体的には、従来法では、硫酸亜鉛のような亜鉛塩の水溶
液、亜鉛酸の水溶液を出発物質とし、該水溶液に炭酸ナ
トリウム、あるいは、炭酸水素ナトリウムの溶液を加
え、各々、塩基性の炭酸亜鉛、中性の炭酸亜鉛を作製
後、高温で焼成し、酸化亜鉛を得るものである。
【０００４】従来の酸化亜鉛の製造方法については、出
発物質として亜鉛塩あるいは亜鉛酸の水溶液を使用して
いる。亜鉛塩あるいは亜鉛酸の水溶液は、高純度の亜鉛
水溶液を使用していないので、製造した酸化亜鉛につい
ても高純度のものが得られない欠点があった。
発物質として亜鉛塩あるいは亜鉛酸の水溶液を使用して
いる。亜鉛塩あるいは亜鉛酸の水溶液は、高純度の亜鉛
水溶液を使用していないので、製造した酸化亜鉛につい
ても高純度のものが得られない欠点があった。
【０００５】さらに、従来法においては、使用した硫酸
亜鉛の硫酸の痕跡が製造した酸化亜鉛中に不純物として
残り、これを除くため、８００℃以上で加熱し、硫酸の
痕跡を除いた酸化亜鉛としなければならない繁雑さがあ
る。
亜鉛の硫酸の痕跡が製造した酸化亜鉛中に不純物として
残り、これを除くため、８００℃以上で加熱し、硫酸の
痕跡を除いた酸化亜鉛としなければならない繁雑さがあ
る。
【０００６】また、従来の酸化亜鉛の製造方法により製
造された酸化亜鉛は、粒子が１μｍ以下と非常に細かい
特徴がある。しかし、テルライトガラス作製にあたって
は、ガラス原料である主成分の二酸化テルル（Ｔｅ
Ｏ2）ならびに副成分である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化
ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）な
どを乳鉢により均一に混合し、加熱する工程がある。
造された酸化亜鉛は、粒子が１μｍ以下と非常に細かい
特徴がある。しかし、テルライトガラス作製にあたって
は、ガラス原料である主成分の二酸化テルル（Ｔｅ
Ｏ2）ならびに副成分である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化
ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）な
どを乳鉢により均一に混合し、加熱する工程がある。
【０００７】混合が不十分の場合、ガラス溶融時にこれ
ら原料の比重の違いから酸化亜鉛が溶融容器底部に残留
し、溶融したガラスの組成が不均一になる問題があっ
た。すなわち、従来の酸化亜鉛の製造方法で製造した酸
化亜鉛は、粉末の粒径が非常に細かいため、混合過程で
酸化亜鉛どうしが玉状に凝集し、分散しにくいため均一
な混合原料を得るには長時間混合を続けなければならな
い欠点があった。
ら原料の比重の違いから酸化亜鉛が溶融容器底部に残留
し、溶融したガラスの組成が不均一になる問題があっ
た。すなわち、従来の酸化亜鉛の製造方法で製造した酸
化亜鉛は、粉末の粒径が非常に細かいため、混合過程で
酸化亜鉛どうしが玉状に凝集し、分散しにくいため均一
な混合原料を得るには長時間混合を続けなければならな
い欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、出発
物質にＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉなどの遷移金属の不純物を除去
した高純度金属亜鉛を使用することにより、亜鉛塩ある
いは亜鉛酸などの不純物の多い水溶液を出発物質とする
純度の低い酸化亜鉛の製造の欠点、ならびに、粒径が１
μｍ以下と非常に小さい酸化亜鉛の製造の欠点を解決し
た高純度で粒径の大きい酸化亜鉛を製造する方法を提供
することにある。
物質にＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉなどの遷移金属の不純物を除去
した高純度金属亜鉛を使用することにより、亜鉛塩ある
いは亜鉛酸などの不純物の多い水溶液を出発物質とする
純度の低い酸化亜鉛の製造の欠点、ならびに、粒径が１
μｍ以下と非常に小さい酸化亜鉛の製造の欠点を解決し
た高純度で粒径の大きい酸化亜鉛を製造する方法を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による酸化亜鉛の製造方法は、高純度亜鉛を
出発物質として使用し、前記高純度亜鉛を酸溶液中で溶
解し、溶解後の亜鉛溶液に水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈澱物を作製する工程
と、該沈澱物を超純水中で加熱、冷却により熟成すると
ともに洗浄する工程と、該沈澱物を脱水、乾燥する工程
と、脱水した物質を粉砕細形化する工程とを備えること
を特徴とする。
め、本発明による酸化亜鉛の製造方法は、高純度亜鉛を
出発物質として使用し、前記高純度亜鉛を酸溶液中で溶
解し、溶解後の亜鉛溶液に水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈澱物を作製する工程
と、該沈澱物を超純水中で加熱、冷却により熟成すると
ともに洗浄する工程と、該沈澱物を脱水、乾燥する工程
と、脱水した物質を粉砕細形化する工程とを備えること
を特徴とする。
【００１０】すなわち、高純度金属亜鉛を塩酸、硝酸、
硫酸などの酸溶液内で溶解させた後、溶解後の水溶液に
水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムを添加し、水
酸化亜鉛の沈澱物を作製し、該沈澱物を超純水中で加
熱、冷却することにより該沈澱物を熟成するとともに、
ナトリウムイオンあるいはカリウムイオン、および、塩
素イオン、硝酸イオンあるいは硫酸イオンを洗浄後、脱
水、乾燥し、脱水した物質を乳鉢で粉砕細形化し、高純
度で粒径の大きい酸化亜鉛とすることを特徴とする。
硫酸などの酸溶液内で溶解させた後、溶解後の水溶液に
水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムを添加し、水
酸化亜鉛の沈澱物を作製し、該沈澱物を超純水中で加
熱、冷却することにより該沈澱物を熟成するとともに、
ナトリウムイオンあるいはカリウムイオン、および、塩
素イオン、硝酸イオンあるいは硫酸イオンを洗浄後、脱
水、乾燥し、脱水した物質を乳鉢で粉砕細形化し、高純
度で粒径の大きい酸化亜鉛とすることを特徴とする。
【００１１】本発明は、従来技術の亜鉛酸あるいは亜鉛
塩の水溶液に炭酸ナトリウムもしくは炭酸水素ナトリウ
ム溶液を加え、塩基性あるいは中性の炭酸亜鉛から酸化
亜鉛を製造する方法の問題点を解決するために、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｕなどの遷移金属不純物が少ない純度が９９．
９９９％以上の高純度金属亜鉛を出発物質に使用し、水
酸化亜鉛沈澱の熟成工程を備えることで、遷移金属不純
物の少ない高純度で、粒径の大きい酸化亜鉛を製造する
ものである。
塩の水溶液に炭酸ナトリウムもしくは炭酸水素ナトリウ
ム溶液を加え、塩基性あるいは中性の炭酸亜鉛から酸化
亜鉛を製造する方法の問題点を解決するために、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｕなどの遷移金属不純物が少ない純度が９９．
９９９％以上の高純度金属亜鉛を出発物質に使用し、水
酸化亜鉛沈澱の熟成工程を備えることで、遷移金属不純
物の少ない高純度で、粒径の大きい酸化亜鉛を製造する
ものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において出発物質として使
用する金属亜鉛のうち、用途上、高純度の亜鉛が有用で
ある。高純度の程度は、９９．９９９％以上、すなわ
ち、５Ｎ以上が好ましい。また、金属亜鉛の形状には制
限されるものではない。すなわち、粉末状、インゴット
状、ショット状のどの形状でも良い。
用する金属亜鉛のうち、用途上、高純度の亜鉛が有用で
ある。高純度の程度は、９９．９９９％以上、すなわ
ち、５Ｎ以上が好ましい。また、金属亜鉛の形状には制
限されるものではない。すなわち、粉末状、インゴット
状、ショット状のどの形状でも良い。
【００１３】本発明において、上述のような高純度亜鉛
を酸によって溶解する。酸による溶解には特殊な条件を
必要とせず、該金属亜鉛を塩酸、硝酸、硫酸などの溶液
中に溶解できれる条件であれば良い。
を酸によって溶解する。酸による溶解には特殊な条件を
必要とせず、該金属亜鉛を塩酸、硝酸、硫酸などの溶液
中に溶解できれる条件であれば良い。
【００１４】また、該金属亜鉛を溶解した溶液の加熱溶
解については、特殊な条件を必要としない。前記酸とし
て前述のように塩酸、硝酸、硫酸などを使用することが
できるが、その純度は、高純度酸化亜鉛を製造するため
には、９９．９９％以上が好ましい。
解については、特殊な条件を必要としない。前記酸とし
て前述のように塩酸、硝酸、硫酸などを使用することが
できるが、その純度は、高純度酸化亜鉛を製造するため
には、９９．９９％以上が好ましい。
【００１５】次に、この亜鉛溶液に水酸化ナトリウムあ
るいは水酸化カリウムを添加して水酸化亜鉛を沈澱さ
せ、熟成、洗浄、乾燥する。このような水酸化ナトリウ
ムあるいは水酸化カリウムも高純度酸化亜鉛を製造する
ためには、純度が９９．９９％以上であることが好まし
い。
るいは水酸化カリウムを添加して水酸化亜鉛を沈澱さ
せ、熟成、洗浄、乾燥する。このような水酸化ナトリウ
ムあるいは水酸化カリウムも高純度酸化亜鉛を製造する
ためには、純度が９９．９９％以上であることが好まし
い。
【００１６】ここで、熟成とは、沈殿の結晶サイズを大
きくするという意味であり、前述のように加熱冷却を繰
り返すことによって、小さな結晶を溶解させ、大きな結
晶に再析出させる。したがって、該沈澱物を超純水中で
加熱、冷却により熟成し、洗浄する工程は、単数回であ
ってもよく、複数回繰り返すこともできる。
きくするという意味であり、前述のように加熱冷却を繰
り返すことによって、小さな結晶を溶解させ、大きな結
晶に再析出させる。したがって、該沈澱物を超純水中で
加熱、冷却により熟成し、洗浄する工程は、単数回であ
ってもよく、複数回繰り返すこともできる。
【００１７】水酸化亜鉛の熟成、洗浄操作も超純水を加
え、撹拌しながら加熱、洗浄を行えば良く、脱水も常用
の方法で良く、操作上、遠心分離が好適である。最後
に、乾燥、粉砕についても常用の方法で良く、操作上、
真空乾燥、テフロン（登録商標）製の乳鉢による粉砕が
好適である。
え、撹拌しながら加熱、洗浄を行えば良く、脱水も常用
の方法で良く、操作上、遠心分離が好適である。最後
に、乾燥、粉砕についても常用の方法で良く、操作上、
真空乾燥、テフロン（登録商標）製の乳鉢による粉砕が
好適である。
【００１８】以上、具体的に説明したように、本発明方
法において、特に高純度の酸化亜鉛を製造する方法の場
合には、従来技術の亜鉛塩あるいは亜鉛酸を出発物質と
し、酸に溶解し、炭酸ナトリウムあるいは炭酸水素ナト
リウムを加え、炭酸塩とし、これを高温で焼成して酸化
亜鉛とする方法とは、高純度金属亜鉛を出発物質とし、
高純度の酸に溶解する点、高純度の水酸化ナトリウムあ
るいは水酸化カリウムを添加する点で異なる。
法において、特に高純度の酸化亜鉛を製造する方法の場
合には、従来技術の亜鉛塩あるいは亜鉛酸を出発物質と
し、酸に溶解し、炭酸ナトリウムあるいは炭酸水素ナト
リウムを加え、炭酸塩とし、これを高温で焼成して酸化
亜鉛とする方法とは、高純度金属亜鉛を出発物質とし、
高純度の酸に溶解する点、高純度の水酸化ナトリウムあ
るいは水酸化カリウムを添加する点で異なる。
【００１９】本発明で得られた酸化亜鉛を用いてテルラ
イトガラスファイバを作製できる。その作製には、本発
明のＺｎＯ、主成分のＴｅＯ2、及び他の副成分とし
て、例えばＮａ2Ｏ、Ｂｉ2Ｏ3を含む原料を調合して、
酸素雰囲気下で溶融したコアガラス及びクラッドガラス
の溶融物を作製する工程、これら溶融物を吸引成形（サ
クション・キャスティング）してプリフォームを作製す
る工程、プリフォームからファイバを線引きする工程を
用いる公知の方法が適用できる（例えば、特開平１１−
２３６２４０号）。Ｂｉ2Ｏ3の添加はガラスの屈折率を
高める機能があり、その添加量によってコア・クラッド
間の比屈折率が制御される。
イトガラスファイバを作製できる。その作製には、本発
明のＺｎＯ、主成分のＴｅＯ2、及び他の副成分とし
て、例えばＮａ2Ｏ、Ｂｉ2Ｏ3を含む原料を調合して、
酸素雰囲気下で溶融したコアガラス及びクラッドガラス
の溶融物を作製する工程、これら溶融物を吸引成形（サ
クション・キャスティング）してプリフォームを作製す
る工程、プリフォームからファイバを線引きする工程を
用いる公知の方法が適用できる（例えば、特開平１１−
２３６２４０号）。Ｂｉ2Ｏ3の添加はガラスの屈折率を
高める機能があり、その添加量によってコア・クラッド
間の比屈折率が制御される。
【００２０】更に、前記のテルライトガラスファイバの
コアまたはクラッド・ガラスにＥｒ，Ｐｒ，Ｙｂ，Ｎ
ｄ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，ＨｏまたはＤｙ等
の希土類を添加すれば増幅作用が付与されたテルライト
ガラスファイバを得ることが出来る。これらの希土類が
添加されたテルライトガラスファイバを構成単位とし
て、公知の構成技術を適用すれば図４に示すような各種
の光増幅装置が実現できる（例えば、特開平１１−２３
６２４０号など）。
コアまたはクラッド・ガラスにＥｒ，Ｐｒ，Ｙｂ，Ｎ
ｄ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，ＨｏまたはＤｙ等
の希土類を添加すれば増幅作用が付与されたテルライト
ガラスファイバを得ることが出来る。これらの希土類が
添加されたテルライトガラスファイバを構成単位とし
て、公知の構成技術を適用すれば図４に示すような各種
の光増幅装置が実現できる（例えば、特開平１１−２３
６２４０号など）。
【００２１】ここで、図４（Ａ）は光増幅器であり、信
号光源１および励起光源２は光カップラ３を介して希土
類添加テルライトガラスファイバ４の一端に接続され、
希土類添加テルライトガラスファイバ４の他端には光ア
イソレータ５が接続される。光増幅器の機能は、信号光
を希土類添加テルライトガラスファイバ４において増幅
し出力光ファイバ６ｄから出力するものである。
号光源１および励起光源２は光カップラ３を介して希土
類添加テルライトガラスファイバ４の一端に接続され、
希土類添加テルライトガラスファイバ４の他端には光ア
イソレータ５が接続される。光増幅器の機能は、信号光
を希土類添加テルライトガラスファイバ４において増幅
し出力光ファイバ６ｄから出力するものである。
【００２２】なお、６ａ〜６ｃは各部品を接続するファ
イバ、６ｄは出力用のファイバである。図４（Ｂ）はレ
ーザ装置であり、信号光源１の代りに、光アイソレータ
５の出力側を光カップラ３に接続してリング状の光共振
器を形成し、このリング状光共振器の途中に狭帯域バン
ドパスフィルタ７を挿入する。レーザ装置の機能は、希
土類添加テルライトガラスファイバ４で増幅される光の
うち狭帯域バンドパスフィルタ７の透過域においてレー
ザ発振をさせるものである。
イバ、６ｄは出力用のファイバである。図４（Ｂ）はレ
ーザ装置であり、信号光源１の代りに、光アイソレータ
５の出力側を光カップラ３に接続してリング状の光共振
器を形成し、このリング状光共振器の途中に狭帯域バン
ドパスフィルタ７を挿入する。レーザ装置の機能は、希
土類添加テルライトガラスファイバ４で増幅される光の
うち狭帯域バンドパスフィルタ７の透過域においてレー
ザ発振をさせるものである。
【００２３】図４（Ｃ）はＡＳＥ光源装置を示し、４で
示す希土類添加テルライトガラスファイバ中で発生した
自然放出光（ＡＳＥ）が反射体８で反射されて再度希土
類添加テルライトガラスファイバ４中を通過して増幅さ
れ、光カップラ３の一端６ｄから出射されものである。
ＡＳＥ光源装置は、広波長域な光源として機能するもの
である。
示す希土類添加テルライトガラスファイバ中で発生した
自然放出光（ＡＳＥ）が反射体８で反射されて再度希土
類添加テルライトガラスファイバ４中を通過して増幅さ
れ、光カップラ３の一端６ｄから出射されものである。
ＡＳＥ光源装置は、広波長域な光源として機能するもの
である。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００２５】
【実施例１】純度：７Ｎ（９９．９９９９９％）で形状
がショット状の高純度金属亜鉛２５ｇを秤量し、１００
０ｍｌのビーカに入れ、超純水５００ｍｌを加える。こ
れに電子工業用の高純度の硝酸を加え、加熱しながら亜
鉛を溶解する。この場合、硝酸が過剰とならないように
注意しながら分割して加えるが、添加量は合計７５ｍｌ
で亜鉛は完全に溶解した。
がショット状の高純度金属亜鉛２５ｇを秤量し、１００
０ｍｌのビーカに入れ、超純水５００ｍｌを加える。こ
れに電子工業用の高純度の硝酸を加え、加熱しながら亜
鉛を溶解する。この場合、硝酸が過剰とならないように
注意しながら分割して加えるが、添加量は合計７５ｍｌ
で亜鉛は完全に溶解した。
【００２６】該水溶液に、市販の超高純度３Ｍ水酸化ナ
トリウム水溶液を少しずつ加え、水酸化亜鉛沈澱を得
る。この場合、水酸化ナトリウムが過剰の場合、沈澱物
が再溶解するため、加える水酸化ナトリウムの量は亜鉛
とほぼ当量となる２６０ｍｌとした。該沈澱物は遠心分
離器で沈澱物と水溶液に分離する。
トリウム水溶液を少しずつ加え、水酸化亜鉛沈澱を得
る。この場合、水酸化ナトリウムが過剰の場合、沈澱物
が再溶解するため、加える水酸化ナトリウムの量は亜鉛
とほぼ当量となる２６０ｍｌとした。該沈澱物は遠心分
離器で沈澱物と水溶液に分離する。
【００２７】分離後の沈澱物は、再度、１０００ｍｌの
ビーカに入れ、超純水を５００ｍｌ添加し、加熱、撹拌
することにより、熟成と洗浄を行う。冷却後、遠心分離
器により沈澱物と水溶液に分離する。熟成、洗浄操作は
３回繰り返す。洗浄後、水酸化亜鉛は真空乾燥器で脱水
を行い、テフロン（登録商標）製の乳鉢により粉砕、細
形化し、酸化亜鉛とする。
ビーカに入れ、超純水を５００ｍｌ添加し、加熱、撹拌
することにより、熟成と洗浄を行う。冷却後、遠心分離
器により沈澱物と水溶液に分離する。熟成、洗浄操作は
３回繰り返す。洗浄後、水酸化亜鉛は真空乾燥器で脱水
を行い、テフロン（登録商標）製の乳鉢により粉砕、細
形化し、酸化亜鉛とする。
【００２８】反応式は、式１、式２、式３に従い、酸化
亜鉛を製造できる。
亜鉛を製造できる。
【００２９】式１
Ｚｎ＋２ＨＮＯ3→Ｚｎ2+＋２ＮＯ3 -＋Ｈ2↑
【００３０】式２
Ｚｎ2+＋２ＮａＯＨ→Ｚｎ（ＯＨ）2↓＋２Ｎａ+
【００３１】式３
Ｚｎ（ＯＨ）2→ＺｎＯ＋Ｈ2Ｏ↑
【００３２】図１（Ａ）は真空乾燥、乳鉢粉砕後の酸化
亜鉛のＸ線回折図である。図において、横軸は回折角２
θ（ｄｅｇ）、縦軸はＸ線の回折強度である。図１
（Ｂ）はＪＣＰＤＳカードＮｏ．３６−１４５１（Ｚｎ
Ｏ）のプロファイルである。
亜鉛のＸ線回折図である。図において、横軸は回折角２
θ（ｄｅｇ）、縦軸はＸ線の回折強度である。図１
（Ｂ）はＪＣＰＤＳカードＮｏ．３６−１４５１（Ｚｎ
Ｏ）のプロファイルである。
【００３３】図において、横軸は回折角２θ（ｄｅ
ｇ）、縦軸はＸ線の相対強度であり、カッコ内の数字は
ミラー指数で、相対強度が比較的大きいピークについて
示してある。図１（Ａ）はピーク位置、Ｘ線強度の相対
値とも図１（Ｂ）と良く一致しており、本発明で得られ
た物質が酸化亜鉛であることがわかる。
ｇ）、縦軸はＸ線の相対強度であり、カッコ内の数字は
ミラー指数で、相対強度が比較的大きいピークについて
示してある。図１（Ａ）はピーク位置、Ｘ線強度の相対
値とも図１（Ｂ）と良く一致しており、本発明で得られ
た物質が酸化亜鉛であることがわかる。
【００３４】また、本発明で作製した物質を室温から１
０００℃までアルゴンガス中で加熱し、重量変化、熱量
変化を測定する熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）により観察した
結果、重量変化も、熱量変化もないことから、前記Ｘ線
回折の結果とあわせ、本発明で得られた物質は酸化亜鉛
であると言える。
０００℃までアルゴンガス中で加熱し、重量変化、熱量
変化を測定する熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）により観察した
結果、重量変化も、熱量変化もないことから、前記Ｘ線
回折の結果とあわせ、本発明で得られた物質は酸化亜鉛
であると言える。
【００３５】また、作製した酸化亜鉛のＦｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕの放射化分析を行い、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕについて各元
素とも不純物濃度は１ｐｐｂ以下の分析結果が得られ、
従来製造されていた酸化亜鉛についてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕの不純物濃度の定量値よりも３桁以上の高純度の無水
の酸化亜鉛が作製できた。
ｕの放射化分析を行い、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕについて各元
素とも不純物濃度は１ｐｐｂ以下の分析結果が得られ、
従来製造されていた酸化亜鉛についてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕの不純物濃度の定量値よりも３桁以上の高純度の無水
の酸化亜鉛が作製できた。
【００３６】図２は本発明で得られた酸化亜鉛の粒径に
ついて、電子顕微鏡で観察した結果である。図２（Ａ）
は、１００００倍電子顕微鏡写真、図２（Ｂ）は２５０
００倍電子顕微鏡写真である。比較のため市販の比較的
純度の高い酸化亜鉛の電子顕微鏡写真も、図３として示
す。図３（Ａ）は、１５０００倍電子顕微鏡写真、図３
（Ｂ）は４００００倍電子顕微鏡写真である。
ついて、電子顕微鏡で観察した結果である。図２（Ａ）
は、１００００倍電子顕微鏡写真、図２（Ｂ）は２５０
００倍電子顕微鏡写真である。比較のため市販の比較的
純度の高い酸化亜鉛の電子顕微鏡写真も、図３として示
す。図３（Ａ）は、１５０００倍電子顕微鏡写真、図３
（Ｂ）は４００００倍電子顕微鏡写真である。
【００３７】市販の酸化亜鉛は大きさが０．５μｍ以下
で形状も板状から粒状までまちまちであり、微粒子が凝
集している様子がわかる。これに対し、本発明で製造し
た酸化亜鉛は長さが１μｍ、太さが約０．２μｍと棒状
の均一結晶であることがわかる。また、本実施例におけ
る高純度で粒径の大きい酸化亜鉛の収率は９０％であっ
た。
で形状も板状から粒状までまちまちであり、微粒子が凝
集している様子がわかる。これに対し、本発明で製造し
た酸化亜鉛は長さが１μｍ、太さが約０．２μｍと棒状
の均一結晶であることがわかる。また、本実施例におけ
る高純度で粒径の大きい酸化亜鉛の収率は９０％であっ
た。
【００３８】
【実施例２】本発明で作製した酸化亜鉛（ＺｎＯ）を副
成分とし、これに、主成分の二酸化テルル（ＴｅＯ2）
と他の副成分のＮａ2Ｏ、Ｂｉ2Ｏ3を添加したテルライ
トガラスファイバ（コアガラス組成：ＴｅＯ2−ＺｎＯ
−Ｎａ2Ｏ−Ｂｉ2Ｏ3、クラッドガラス組成：ＴｅＯ2−
ＺｎＯ−Ｎａ2Ｏ）のシングルモードファイバを作製し
た。ガラス溶融前のこれら酸化物を乾燥ボックス内の乳
鉢による混合に要した時間は３０分で、従来の市販のＺ
ｎＯを使用した場合に比べ約１／４に短縮された。
成分とし、これに、主成分の二酸化テルル（ＴｅＯ2）
と他の副成分のＮａ2Ｏ、Ｂｉ2Ｏ3を添加したテルライ
トガラスファイバ（コアガラス組成：ＴｅＯ2−ＺｎＯ
−Ｎａ2Ｏ−Ｂｉ2Ｏ3、クラッドガラス組成：ＴｅＯ2−
ＺｎＯ−Ｎａ2Ｏ）のシングルモードファイバを作製し
た。ガラス溶融前のこれら酸化物を乾燥ボックス内の乳
鉢による混合に要した時間は３０分で、従来の市販のＺ
ｎＯを使用した場合に比べ約１／４に短縮された。
【００３９】また、合成したガラスから作製したファイ
バについて、波長が１．３μｍにおける損失を測定した
結果、１０ｄＢ／ｋｍのファイバが得られることがわか
った。これは、従来品のテルライトガラスファイバが市
販のＺｎＯ原料を使用したため、１．３μｍにおける損
失値が１０００ｄＢ／ｋｍと高い値を示したのに対し、
大幅な損失値の低減が達成できた。
バについて、波長が１．３μｍにおける損失を測定した
結果、１０ｄＢ／ｋｍのファイバが得られることがわか
った。これは、従来品のテルライトガラスファイバが市
販のＺｎＯ原料を使用したため、１．３μｍにおける損
失値が１０００ｄＢ／ｋｍと高い値を示したのに対し、
大幅な損失値の低減が達成できた。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
製造方法によれば、高純度の金属亜鉛を出発物質とし、
高純度の酸に溶解後、水酸化ナトリウムあるいは水酸化
カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈澱物を作製後、超純水
中での加熱による熟成と洗浄、その後の脱水、乾燥、粉
砕により、無水の高純度で、粒径が１μｍ以上の棒状結
晶である酸化亜鉛が製造できる。
製造方法によれば、高純度の金属亜鉛を出発物質とし、
高純度の酸に溶解後、水酸化ナトリウムあるいは水酸化
カリウムを加え、水酸化亜鉛の沈澱物を作製後、超純水
中での加熱による熟成と洗浄、その後の脱水、乾燥、粉
砕により、無水の高純度で、粒径が１μｍ以上の棒状結
晶である酸化亜鉛が製造できる。
【００４１】特に、従来の亜鉛酸あるいは亜鉛塩の水溶
液に二酸化炭素を飽和した炭酸水素ナトリウム溶液また
は炭酸ナトリウム溶液の作用で得る方法に比べ、極めて
簡便に無水で粒径が大きい酸化亜鉛を作製するものであ
るから、遷移金属を極低濃度にした高純度酸化亜鉛を製
造することができる。さらに、酸化亜鉛をテルライトガ
ラスファイバの出発物質として用いることにより、低損
失のテルライトガラスファイバを製造できる。さらに本
テルライトガラスファイバを用いることにより増幅度の
高い光増幅装置を製造できる利点がある。
液に二酸化炭素を飽和した炭酸水素ナトリウム溶液また
は炭酸ナトリウム溶液の作用で得る方法に比べ、極めて
簡便に無水で粒径が大きい酸化亜鉛を作製するものであ
るから、遷移金属を極低濃度にした高純度酸化亜鉛を製
造することができる。さらに、酸化亜鉛をテルライトガ
ラスファイバの出発物質として用いることにより、低損
失のテルライトガラスファイバを製造できる。さらに本
テルライトガラスファイバを用いることにより増幅度の
高い光増幅装置を製造できる利点がある。
【図１】本発明に係る高純度酸化亜鉛の製造方法により
作製した酸化亜鉛の粉末Ｘ線回折曲線（Ａ）とＪＣＰＤ
ＳカードＮｏ．３６−１４５１（ＺｎＯ）のプロファイ
ル（Ｂ）を示すグラフである。
作製した酸化亜鉛の粉末Ｘ線回折曲線（Ａ）とＪＣＰＤ
ＳカードＮｏ．３６−１４５１（ＺｎＯ）のプロファイ
ル（Ｂ）を示すグラフである。
【図２】本発明に係る高純度酸化亜鉛の製造方法により
作製した酸化亜鉛の粒径を電子顕微鏡により観察した写
真である。
作製した酸化亜鉛の粒径を電子顕微鏡により観察した写
真である。
【図３】市販の酸化亜鉛の粒径を電子顕微鏡により観察
した写真である。
した写真である。
【図４】光増幅装置の例の構成図。
１ 信号光源
２ 励起光源
３ 光カップラ
４ 希土類添加テルライトガラスファイバ
５ 光アイソレータ
６ 光ファイバ
７ 狭帯域バンドパスフィルタ
８ 反射体
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｓ 3/17 Ｈ０１Ｓ 3/17
(72)発明者 森 淳
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 清水 誠
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 小林 健二
東京都渋谷区道玄坂一丁目12番１号 エヌ
ティティエレクトロニクス株式会社内
Ｆターム(参考） 2H050 AA01 AB29Z AB37Z
4G047 AA02 AB02 AB04 AC03 AD03
4G062 AA06 BB11 CC01 MM40 NN19
NN20
5F072 AB07 AB09 AK06 JJ20 KK30
LL17 RR01 YY17 YY20
Claims (6)
- 【請求項１】 高純度亜鉛を出発物質として使用し、前
記高純度亜鉛を酸溶液中で溶解し、溶解後の亜鉛溶液に
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを加え、水酸化
亜鉛の沈澱物を作製する工程と、該沈澱物を超純水中で
加熱、冷却により熟成するとともに洗浄する工程と、該
沈澱物を脱水、乾燥する工程と、脱水した物質を粉砕細
形化する工程とを備えることを特徴とする酸化亜鉛の製
造方法。 - 【請求項２】 高純度亜鉛が純度９９．９９９％以上の
高純度金属であり、水酸化ナトリウムならびに水酸化カ
リウムも純度が９９．９９％以上の高純度試薬であり、
酸についても純度が９９．９９％以上の高純度の試薬で
あることを特徴とする請求項１記載の酸化亜鉛の製造方
法。 - 【請求項３】 該沈澱物を超純水中で加熱、冷却により
熟成するとともに洗浄する工程は複数回繰り返すことを
特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の酸化
亜鉛の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３に記載の製造方法により
製造されることを特徴とする酸化亜鉛。 - 【請求項５】 請求項４に記載の酸化亜鉛を含むテルラ
イトガラスファイバ。 - 【請求項６】 請求項５に記載のテルライトガラスファ
イバを用いることを特徴とする光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391388A JP4022602B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 酸化亜鉛の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391388A JP4022602B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 酸化亜鉛の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192346A true JP2003192346A (ja) | 2003-07-09 |
| JP4022602B2 JP4022602B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=27598995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001391388A Expired - Lifetime JP4022602B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 酸化亜鉛の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4022602B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033355A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-14 | Nikko Materials Co., Ltd. | 高純度酸化亜鉛粉末及びその製造方法並びに高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜 |
| KR100843190B1 (ko) | 2007-08-01 | 2008-07-02 | 요업기술원 | 저온 동결건조에 의한 나노 산화아연의 제조방법 |
| JP2009084139A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 高純度酸化亜鉛粉末の製造方法 |
| CN105692682A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-22 | 安徽颖达锌业发展有限公司 | 一种环保氧化锌颗粒制备方法 |
| JP2020093968A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-18 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 雪結晶状炭酸亜鉛塩粒子、雪結晶状複合粒子及びそれらの製造方法 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391388A patent/JP4022602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033355A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-14 | Nikko Materials Co., Ltd. | 高純度酸化亜鉛粉末及びその製造方法並びに高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜 |
| KR100753329B1 (ko) * | 2003-09-30 | 2007-08-29 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 산화아연 분말 및 그 제조방법과 고순도 산화아연타겟트 및 고순도 산화아연 박막 |
| KR100888146B1 (ko) * | 2003-09-30 | 2009-03-13 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 산화아연 분말 및 그 제조방법과 고순도 산화아연타겟트 및 고순도 산화아연 박막 |
| US7510635B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-03-31 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | High purity zinc oxide powder and method for production thereof, and high purity zinc oxide target and thin film of high purity zinc oxide |
| JP2009167095A (ja) * | 2003-09-30 | 2009-07-30 | Nippon Mining & Metals Co Ltd | 高純度酸化亜鉛粉末、高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜 |
| JP2013256443A (ja) * | 2003-09-30 | 2013-12-26 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 高純度酸化亜鉛粉末及びその製造方法並びに高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜 |
| KR100843190B1 (ko) | 2007-08-01 | 2008-07-02 | 요업기술원 | 저온 동결건조에 의한 나노 산화아연의 제조방법 |
| JP2009084139A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 高純度酸化亜鉛粉末の製造方法 |
| CN105692682A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-22 | 安徽颖达锌业发展有限公司 | 一种环保氧化锌颗粒制备方法 |
| JP2020093968A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-18 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 雪結晶状炭酸亜鉛塩粒子、雪結晶状複合粒子及びそれらの製造方法 |
| JP7355501B2 (ja) | 2018-12-06 | 2023-10-03 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 雪結晶状炭酸亜鉛塩粒子、雪結晶状酸化亜鉛粒子及びそれらの製造方法 |
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|---|---|
| JP4022602B2 (ja) | 2007-12-19 |
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