JP2007176710A - 酸化アンチモンゾルの製造方法および酸化アンチモンゾル - Google Patents

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Abstract

【課題】 粒子径が大きく粒子径分布が均一で、透明性と安定性に優れた酸化アンチモンゾルを高収率で製造する。
【解決手段】 三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、脱イオン処理した後、熟成して酸化アンチモンゾルを製造する方法において、前記三酸化アンチモンが斜方晶形と等軸晶形の三酸化アンチモンを含んでなり、斜方晶形三酸化アンチモンの含有率が15〜40%の範囲にあり、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が1:2.0〜2.5:0.8〜3.5の範囲にあり、熟成温度が50〜200℃の範囲にある。
【選択図】 なし

Description

本発明は、三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、脱イオン処理した後、熟成して酸化アンチモンゾルを製造する方法に関するものである。
酸化アンチモンゾルは、プラスチツク、織物、繊維などの難燃助剤、プラスチツク、ガラスのコーテイング剤などとして使用されており、種々の酸化アンチモンゾルの製造方法が知られている。
本願出願人は、以前、酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が所定範囲となるように、かつ、所定速度で過酸化水素を添加して反応させた後、熟成することによって粒径分布が均一で、透明性および安定性に優れた酸化アンチモンゾルが得られることを開示している(特開平2−180717号公報:特許文献1)。しかしながら、この方法は平均粒子径が非常に小さい酸化アンチモンコロイド粒子の製造を目的としており、粒子径の大きな酸化アンチモンコロイド粒子を得ることが困難であり、粒子径の大きな酸化アンチモンコロイド粒子が得られたとしても粒子径分布が不均一となることがあった。また、収率が低いために経済性に問題があった。
また、特開平2−107523号公報(特許文献2)には、粒子形状が正八面体構造を有し、粒子径が40〜300nmの範囲にある大粒子径五酸化アンチモンゾルの製造方法が開示されている。しかしながら、この方法で得られる五酸化アンチモンゾルは、粒子径が不均一であったり、透明性が不充分となることがあった。また、収率が低いために経済性に問題があった。
特開2003−321223号公報(特許文献3)には、五酸化アンチモンゾルに過酸化水素と三酸化アンチモンを添加し、生成するアンチモン化合物で五酸化アンチモン粒子を被覆する粒子径の大きなアンチモン化合物被覆した五酸化アンチモン粒子を含有するゾルの製造方法が開示されている。
しかしながら、この方法で得られる五酸化アンチモンゾルも粒子径が不均一であったり、透明性が不充分となることがあった。
本発明者等は鋭意研究したところ、原料に用いる三酸化アンチモンが所定範囲の斜方晶形三酸化アンチモンを含んでいるとアルカリとの反応性が向上し、この反応物と過酸化水素との反応性が向上する結果、収率が向上するとともに粒子径分布が均一な酸化アンチモンゾルが得られることを見出して本発明を完成するに至った。
特開平2−180717号公報 特開平2−107523号公報 特開2003−321223号公報
本発明は、特に粒子径が大きい場合でも粒子径分布が均一であり、透明性と安定性に優れた酸化アンチモンゾルを高収率で製造する方法を提供するものである。
本発明は、三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、脱イオン処理した後、熟成して酸化アンチモンゾルを製造する方法において、前記三酸化アンチモンが斜方晶形と等軸晶形の三酸化アンチモンを含んでなり、斜方晶形三酸化アンチモンの含有率が15〜40%の範囲にあり、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が1:2.0〜2.5:0.8〜3.5の範囲にあり、熟成温度が50〜200℃の範囲にあることを特徴とするものである。
前記三酸化アンチモンとアルカリ物質との反応生成物と過酸化水素とを反応させる際に、過酸化水素を三酸化アンチモン1モル当たり0.5モル/時間以下の速度で添加することが好ましい。
本発明の酸化アンチモンゾルは前記方法によって得られ、酸化アンチモン粒子の平均粒子径が5〜40nmの範囲にあり、粒子径分布がσ/Dp ×100で表わして15%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)の酸化アンチモンゾルである。
本発明に係るもう一つの酸化アンチモンゾルの製造方法は、三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、有機酸化合物の存在下で酸を加えて中和し、洗浄して得たアンチモン酸ゲルと、前記の酸化アンチモンゾルとを混合し、50〜200℃で熟成することを特徴とするものである。
本発明の酸化アンチモンゾルは前記方法によって得られ、酸化アンチモン粒子の平均粒子径が5nm〜200nmの範囲にあり、粒子径分布がσ/Dp ×100で表わして15%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)の酸化アンチモンゾルである。
本発明によれば、特に粒子径が大きく、粒子径分布が均一で、透明性と安定性に優れた酸化アンチモンゾルを高収率で製造することができる。
また、本発明では前記粒子径の均一な酸化アンチモンゾルを種粒子として、粒子成長の抑制されたアンチモン酸ゲルを被覆(積層)させ、大粒径かつ粒子径分布が均一で、透明性と安定性に優れた酸化アンチモンゾルを高収率で製造することができる。
第1の酸化アンチモンゾルの製造方法
本発明に係る第1の酸化アンチモンゾルの製造方法は、三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、脱イオン処理した後、熟成して酸化アンチモンゾルを製造する方法において、前記三酸化アンチモンが斜方晶形と等軸晶形の三酸化アンチモンを含んでなり、斜方晶形三酸化アンチモンの含有率が15〜40%の範囲にあり、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が1:2.0〜2.5:0.8〜3.5の範囲にあり、熟成温度が50〜200℃の範囲にある。
本発明に用いる三酸化アンチモンは斜方晶形三酸化アンチモンの含有率が15〜40%、特に20〜30%の範囲にあることが好ましい。
ここで、三酸化アンチモン中の斜方晶形三酸化アンチモンの含有率(A)は、以下のように定義される。
等軸晶形の三酸化アンチモンの2θ=27.8゜(±0.02゜)のX線回折ピーク強度をHAとし、斜方晶形三酸化アンチモンの2θ=28.38゜(±0.02゜)のX線回折ピーク強度をHBとしたとき、
A(%)=HB/(HA+HB)x100 で表される。
含有率(A)が15%未満の場合は、熟成工程での結晶化が速く、粒子径が大きくなり易いため粒子径制御が困難になる傾向にある。含有率(A)が40%を超えると、溶解工程での三酸化アンチモンの溶解性が悪くなる傾向にあり、また熟成工程で結晶化が遅く、粒子径が小さく且つ微細なゲル状物を含みやすい傾向にある。
三酸化アンチモンは粉末、特に平均粒子径が10μm以下の微粉末のものは反応速度が早いので好ましい。
アルカリ物質としてはリチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム等の水酸化物が挙げられる。中でもKOH、NaOH等のアルカリ金属水酸化物が好ましい。
これらのアルカリ水酸化物は、反応速度が速く、得られるアンチモン酸アルカリ水溶液が安定である。
本発明では、先ず、水に所定量のアルカリ物質と三酸化アンチモンを加えて三酸化アンチモン懸濁液を調整する。この三酸化アンチモン懸濁液の三酸化アンチモン濃度はSb23として3〜15重量%、さらには5〜10重量%の範囲とすることが望ましい。
次いで、この懸濁液を50℃以上、好ましくは80℃以上に加温し、これに濃度が5〜35重量%の過酸化水素水溶液を三酸化アンチモン1モル当り過酸化水素0.5モル/時間以下の速度で添加する。過酸化水素の添加速度が0.5モル/時間より速い場合は、得られる酸化アンチモンゾルのコロイド粒子の粒子径が大きくなり、粒子径分布が広くなるので好ましくない。また過酸化水素の添加速度が非常に遅い場合は生産量が上らないので過酸化水素の添加速度は0.04〜0.5モル/時間、特に0.1〜0.4モル/時間の範囲が好ましい。
このとき、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が1:2.0〜2.5:0.8〜3.5、さらには1:2.0〜2.5:1.55〜2.5の範囲にあることが好ましい。
三酸化アンチモンとアルカリ物質とのモル比(Sb23:M(OH)n、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属、n=1または2)が2.0未満の場合は、溶解性が悪く収率が低下する。
三酸化アンチモンとアルカリ物質とのモル比が2.5を超えると、アルカリが過剰となり、後工程での洗浄、脱塩が困難となる。また、その後酸化アンチモンゾルを調製した場合、結晶内にアルカリ分が残るため無機イオン交換体としての機能が低下したり、プロトン導電を阻害するため導電性の機能が低下することがある。
三酸化アンチモンに対する過酸化水素のモル比が小さくなるに従って、得られる酸化アンチモンコロイド粒子の粒子径は小さくなる傾向を示すが、0.8より小さい場合は未溶解の三酸化アンチモンが多くなるので望ましくない。また、モル比が3.5よりも大きい場合は、得られるコロイド粒子の粒子径が大きく且つ不均一となるので好ましくない。
上記反応で得られたアンチモン酸アルカリ水溶液は、必要に応じて未溶解の残渣を分離した後、さらに必要に応じて該水溶液を希釈し、陽イオン交換樹脂を用いてアルカリイオンを除去する。
陽イオン交換樹脂を用いてアルカリイオンを除去する際のアンチモン酸アルカリの濃度は、Sb25として通常0.01〜5重量%、さらには0.1〜3重量%の範囲にあることが好ましい。
当該濃度が0.01重量%未満の場合は、生産効率が低く、5重量%を越えると、アンチモン酸の大きな凝集体が生成することがあり、最終的に得られる酸化アンチモン粒子の粒子径が不均一となることがある。
ここで、アンチモン酸アルカリ水溶液のアルカリイオンを陽イオン交換樹脂で除去すると、例えば、2KSbO3+2H(Resin)→2HSbO3+2K(Resin)のイオン交換反応により、アンチモン酸ゲル(HSbO3)nが得られる。
ついで、アンチモン酸ゲルを50〜200℃、好ましくは70〜120℃の範囲で熟成することによって酸化アンチモンゾルを得ることができる。なお、本発明では、必要に応じて、アンチモン酸ゲルの濃度をSb25として通常0.01〜3重量%、さらには0.1〜2重量%の範囲に調整して用いることができる。熟成時間は、温度およびアンチモン酸ゲルの濃度によっても異なるが、通常0.5〜48時間である。
得られた酸化アンチモンゾルは、必要に応じて、限外膜で濃縮することが好ましく、濃度はSb25として通常5〜40重量%の範囲である。
本発明では、三酸化アンチモンを五酸化アンチモンに酸化する過酸化水素のモル比を化学量論値よりも少ない0.8〜1.5の範囲で、過酸化水素の添加速度を制御することにより、得られる酸化アンチモン粒子の平均粒子径が比較的小さく、しかも粒子径分布が非常に狭く、安定性および透明性に優れた酸化アンチモンゾルが得られる。
三酸化アンチモンを五酸化アンチモンに酸化する過酸化水素のモル比を1.55〜3.5に増すと未溶解の残渣が減少し収率が向上し、得られるゾルのアンチモンコロイド粒子の平均粒子径が比較的大きな酸化アンチモンゾルが得られる。
さらに、モル比が3.5を超えると、得られるゾルのアンチモンコロイド粒子の平均粒子径が大きく、粒子径分布が広くなるとともに透明性が低下することがあり、経済性も低下する。
本発明において酸化アンチモンコロイド粒子の平均粒子径及び粒子径分布は、電子顕微鏡法により測定され、100個の粒子についての平均値および標準偏差により求めたものである。
第1の酸化アンチモンゾルの製造方法によって得られた酸化アンチモンゾルの酸化アンチモン粒子は、平均粒子径が5〜40nmの範囲にあり、粒子径分布がσ/Dp ×100で表わして15%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)である。
第2の酸化アンチモンゾルの製造方法
本発明に係る第2の酸化アンチモンゾルの製造方法は、三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、有機酸化合物の存在下、酸を加えて中和し、洗浄(イオン交換を含む)して得たアンチモン酸ゲルと、前記第1の製造方法で得られた酸化アンチモンゾルとを混合し、50〜200℃で熟成するものであり、第1の製造方法で得られた酸化アンチモンゾルを種粒子として用いる方法である。
第2の製造方法においてアンチモン酸アルカリ水溶液を調製する工程までは第1の酸化アンチモンゾルの製造方法と同様に行う。この場合も、必要に応じて未溶解の残渣を分離することができる。
次に、アンチモン酸アルカリ水溶液に有機酸化合物と酸を加えてアンチモン酸アルカリを加水分解する。
有機酸化合物としては酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、グルコン酸、L−グルタミン酸、マレイン酸、フタル酸、アルギン酸、蓚酸、L−アスコルビン酸、クエン酸および酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸カリウム等が挙げられる。
酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸が好適に用いられる。
このとき、アンチモン酸アルカリ水溶液のアンチモン酸(Sb25)のモル数(MS)と有機酸化合物のモル数(MOA)とのモル比(MOA)/(MS)は0.03〜0.2、さらには0.03〜0.1の範囲にあることが好ましい。
このモル比(MOA)/(MS)が0.03未満の場合は、中和して生成するアンチモン酸ゲルの粒子成長を抑制することができず大きなアンチモン酸ゲルが生成し、種粒子となる酸化アンチモンゾルと混合してこれを粒子成長させる場合に、得られる酸化アンチモンゾルの粒度分布が不均一となる傾向にある。
モル比(MOA)/(MS)が0.2を超えると、中和工程での収率が低下したり、熟成工程での結晶化が起こりにくくなり、得られる酸化アンチモンゾルの粒子径が小さく且つ微細なゲル状物を含むことがある。
また、アンチモン酸アルカリ水溶液のアンチモン酸(HSbO3)のモル数(MS)と酸のモル数(MA)とのモル比(MA)/(MS)は0.015〜0.1、さらには0.015〜0.05の範囲にあることが好ましい。
モル比(MA)/(MS)が0.5未満の場合は中和が不完全となり、アンチモン酸ゲルの析出が不充分となったり、アルカリの残留分が多くなり、後工程でのアルカリの除去が困難であったり、得られる酸化アンチモンゾルの結晶内にアルカリが残留し、イオン交換能やプロトン導電性が不充分となることがある。
モル比(MA)/(MS)が1.5を超えると、アルカリ分の除去は容易となり、残存アルカリは減少するものの、収率が低下し経済性が問題となることがある。
本発明において、有機酸化合物と酸の添加は、有機酸化合物を加えた後に酸を加えてもよく、有機酸化合物と酸とを同時にあるいは混合水溶液として加えてもよい。
ついで、生成したアンチモン酸ゲルを限外濾過膜法、イオン交換樹脂法等で洗浄し、必要に応じて濃縮する。洗浄したアンチモン酸ゲルの濃度はSb25として5〜25重量%、さらには10〜20重量%の範囲にあることが好ましい。
ついで、アンチモン酸ゲル分散液と前記第1の酸化アンチモンゾルの製造方法で得られた酸化アンチモンゾルとを混合する。この混合物の濃度はSb25として1〜20重量%、さらには5〜10重量%の範囲にあることが好ましい。
また、アンチモン酸ゲル分散液と酸化アンチモンゾルとの混合比率はアンチモン酸ゲル分散液のSb25の重量(WS)と酸化アンチモンゾルのSb25の重量(WN)との重量比(WN)/(WS)が0.01〜0.3、さらには0.05〜0.2の範囲にあることが好ましい。
この重量比(WN)/(WS)が0.01未満の場合は、種粒子としての酸化アンチモンゾルが少ないために新たに得られる酸化アンチモンゾルの粒度分布が不均一になったり、微細なゲル状物が残存することがある。
この重量比(WN)/(WS)が0.3を超えると、粒子径分布は均一となるが、種粒子としての酸化アンチモンゾルが多いために粒子径が大きくならず、大きな粒子を得るためにはこの工程を繰り返し行う必要が生じ、効率が低下する。
ついで、アンチモン酸ゲル分散液と酸化アンチモンゾルとの混合分散液を50〜200℃、好ましくは70〜120℃で熟成することによって本発明に係る第2の酸化アンチモンゾルの製造方法による酸化アンチモンゾルを得ることができる。
熟成温度が50℃未満の場合は、得られる酸化アンチモンゾルの結晶化が不充分であったり、種粒子上に析出しないアンチモン酸ゲルが残存する傾向にある。
熟成温度が200℃を超えてもさらに結晶化進むこともなく、濃度によっては得られる酸化アンチモンゾルに凝集粒子が含まれる場合がある。
このとき、熟成時間は、温度によって異なるが通常0.5〜48時間である。
なお、本発明では、第1の酸化アンチモンゾルの製造方法で得られた酸化アンチモンゾルを所定温度に昇温しながら、あるいは所定温度に維持しながら、前記アンチモン酸ゲル分散液を連続的にあるいは断続的に添加することもできる。
さらに、第1の酸化アンチモンゾルの製造方法で得られた酸化アンチモンゾルに代えて、上記第2の酸化アンチモンゾルの製造方法で得られた酸化アンチモンゾルを種粒子として用いることもできる。また、必要に応じてこの工程を繰り返し行うことができ、この結果、粒径が大きく、均一な粒径分布を有する酸化アンチモンゾルを得ることができる。
第2の製造方法で得られた酸化アンチモンゾルの平均粒子径は、5nm〜200nm、特に20〜100nmの範囲にあり、粒子径分布はσ/Dp ×100で表わして15%以下、特に10%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)である。
本発明により製造された酸化アンチモンゾルは、難燃剤、屈折率調整剤、紫外線遮蔽剤、帯電防止膜、ハードコート剤、無機イオン交換体及びその機能を利用した抗菌担体、触媒担体、蛍光、りん光材料等として好適である。
酸化アンチモンゾル(1)の調製
純水1800gに可性カリ(旭硝子(株)製:純度86重量%)56.1gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(日本精鉱(株)製:PATOX-K 、斜方晶形三酸化アンチモン含有率26%、純度99.6重量%)111g を懸濁させた。この懸濁液を98℃に加熱し、次いで、過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製:濃度35重量%)58.2gを純水191.6gで希釈した水溶液を6時間(添加速度0.26mole /hr )で添加し、三酸化アンチモンを溶解した。冷却後、得られた溶液から未溶解の残渣1650gを分離し、ついで、溶液を純水5115gで希釈した後、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:pk −216 )に通して脱イオンを行った。脱イオンした溶液を温度70℃で10時間加熱した後、限外膜で濃縮して30重量%の酸化アンチモンゾル(1)を調製した。
酸化アンチモンゾル(1)の収率はSb基準(酸化アンチモンゾル/原料酸化アンチモン)で75重量%であった。
このゾルのコロイド粒子径を電子顕微鏡法で100個の粒子について測定した結果、平均粒子径は15.0nmであり、標準偏差σは1.43nmで、σ/Dp の値は9.5%であった。
また、濃度30重量%のゾルをヘイズコンピユーターで測定した全光線透過率は72%であった。これらの結果を表1に示す。
酸化アンチモンゾル(2)の調製
実施例1において、苛性カリを49.4g用い、過酸化水素水を36.8g用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(2)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(2)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(3)の調製
実施例1において、苛性カリを61.8g用い、過酸化水素水を73.7g用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(3)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(3)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(4)の調製
実施例1において、過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製:濃度35重量%)58.2gを純水191.6gで希釈した水溶液を3.95時間(添加速度0.4mole /hr )で添加した以外は同様にして酸化アンチモンゾル(4)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(4)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(5)の調製
実施例1において、過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製:濃度35重量%)58.2gを純水191.6gで希釈した水溶液を15.8時間(添加速度0.1mole /hr )で添加した以外は同様にして酸化アンチモンゾル(5)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(5)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(6)の調製
実施例1において、斜方晶形三酸化アンチモン含有率40%の三酸化アンチモンを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(6)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(6)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(7)の調製
実施例1において、可性カリの代わりに苛性ソーダ(旭硝子(株)製:純度48重量%)71.7gを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(7)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(7)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(9)の調製
純水750gに可性カリ(旭硝子(株)製:純度86重量%)49.5gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(日本精鉱(株)製:PATOX-K、純度99.6重量%)111gを懸濁させた。この懸濁液を98℃に加熱し、次いで、過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製:濃度35重量%)73.6gを純水242.9gで希釈した水溶液を6時間(添加速度0.33mole /hr )で添加し三酸化アンチモンを溶解した。冷却後、得られた溶液から未溶解の残渣を分離し1100gの溶液を得た。ついで、溶液に純水618gと濃度36重量%の塩酸69gと酒石酸2.55gとを混合した溶液を加え、アンチモン酸ゲルを生成させた。この時のアンチモン酸ゲル分散液のpHは1.1であった。
得られたゲルに純水を添加しながら限外膜にて洗浄を行った。この時のpHは2.4、電導度は0.8ms/cm、濃度はSb25として10重量%であった。
ついで、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SK-1BH)55gを加え、60分攪拌した後、イオン交換樹脂を分離した。この時のpHは2.1、電導度は1.3ms/cmであった。
このようにして得られたアンチモン酸ゲル1000gに、実施例1で得られたSb25としての濃度15重量%の酸化アンチモンゾル66.7gと純水33.4gとを混合してSb25としての濃度10重量%に調整した。
ついで、98℃で3.5時間加熱処理した後、限外膜で濃縮してSb25としての濃度35重量%の酸化アンチモンゾル(8)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(8)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(10)の調製
実施例8において、酒石酸1.53gを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(9)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(9)について、酸化アンチモン粒子の平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)を測定し、結果を表1に示した。また、Sb25としての濃度15重量%の酸化アンチモンゾルの全光線透過率を、ヘーズコンピューターで測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(10)の調製
実施例8において、酒石酸5.1gを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(10)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(10)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
酸化アンチモンゾル(11)の調製
実施例8において、洗浄したアンチモン酸ゲル1000gに、実施例1で得られたSb25としての濃度15重量%の酸化アンチモンゾル13.3gと純水33.7gとを混合して、Sb25としての濃度10重量%に調整した以外は同様にして、Sb25としての濃度35重量%の酸化アンチモンゾル(11)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(11)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例1
酸化アンチモンゾル(R1)の調製
実施例1において、斜方晶形三酸化アンチモン含有率2%の三酸化アンチモンを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(R1)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R1)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例2
酸化アンチモンゾル(R2)の調製
実施例1において、斜方晶形三酸化アンチモン含有率50%の三酸化アンチモンを用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(R2)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R2)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例3
酸化アンチモンゾル(R3)の調製
実施例1において、苛性カリを37.1g用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(R3)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R3)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例4
酸化アンチモンゾル(R4)の調製
実施例1において、過酸化水素水を25.8g用いた以外は同様にして酸化アンチモンゾル(R4)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R4)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例5
酸化アンチモンゾル(R5)の調製
実施例9において、酒石酸を用いなかった以外は同様にして酸化アンチモンゾル(R5)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R5)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
比較例6
酸化アンチモンゾル(R6)の調製
純水1800gに苛性カリ(旭硝子(株)製:純度85重量%)57gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(日本精鉱(株)製:ATOX−R、斜方晶形三酸化アンチモン含有率12%、純度99重量%)111gを懸濁させた。この懸濁液を100℃に加熱し、次いで、過酸化水素水(林純薬(株)製:濃度35重量%)29.3gを純水220gで希釈した水溶液を14時間(添加速度0.06mole /hr )で添加し、三酸化アンチモンを溶解した。冷却後、得られた溶液から未溶解の残渣47gを分離し、ついで、溶液の一部1000gを取り、純水1500gで希釈した後、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:pk −216 )に通して脱イオンを行った。脱イオンした溶液を温度100℃で10時間加熱した後、限外膜で濃縮して30重量%の酸化アンチモンゾル(R6)を調製した。
得られた酸化アンチモンゾル(R6)について、酸化アンチモン粒子の収率、平均粒子径、標準偏差および粒子径変動係数(CV値)、全光線透過率を測定し、結果を表1に示した。
上記実施例と比較例の結果を考察すると、斜方晶形の含有量が低い比較例1、比較例6では、収率と全光線透過率(透明性)が劣ることが判る。また、斜方晶形の含有量が高過ぎる比較例2でも、収率と全光線透過率(透明性)が不充分となる。
種粒子を用いるシード法の実施例8では、酒石酸を用いなかった比較例5と比べて、粒子径分布が不均一となり、粒子径分布の均一な粒子が得られにくいことが判る。
なお、粒子径分布が不均一になると粒子径の大きな粒子が多くなり、透明性が低下するが、実施例8〜11と比較例5では、いずれも粒子径の大きな領域にあって透明性が低く、このため全光線透過率(透明性)では大きな違いは認められない。
Figure 2007176710

Claims (5)

  1. 三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、脱イオン処理した後、熟成して酸化アンチモンゾルを製造する方法において、前記三酸化アンチモンが斜方晶形と等軸晶形の三酸化アンチモンを含んでなり、斜方晶形三酸化アンチモンの含有率が15〜40%の範囲にあり、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過酸化水素のモル比が1:2.0〜2.5:0.8〜3.5の範囲にあり、熟成温度が50〜200℃の範囲にあることを特徴とする酸化アンチモンゾルの製造方法。
  2. 前記三酸化アンチモンとアルカリ物質との反応生成物と過酸化水素とを反応させる際に、過酸化水素を三酸化アンチモン1モル当たり0.5モル/時間以下の速度で添加することを特徴とする請求項1記載の酸化アンチモンゾルの製造方法。
  3. 請求項1または2記載の方法によって得られる、酸化アンチモン粒子の平均粒子径が5〜40nmの範囲にあり、粒子径分布がσ/Dp ×100で表わして15%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)である酸化アンチモンゾル。
  4. 三酸化アンチモンとアルカリ物質とを反応させた後、過酸化水素と反応させ、ついで、有機酸化合物の存在下で酸を加えて中和し、洗浄して得たアンチモン酸ゲルと、請求項3記載の酸化アンチモンゾルとを混合し、50〜200℃で熟成することを特徴とする酸化アンチモンゾルの製造方法。
  5. 請求項4記載の方法によって得られる、酸化アンチモン粒子の平均粒子径が5nm〜200nmの範囲にあり、粒子径分布がσ/Dp ×100で表わして15%以下(ここで、Dp=粒子径の平均値、σ=標準偏差)である酸化アンチモンゾル。

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