JP2015078102A - 酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルであって,
前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子は,組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50であり,一次粒子径が10nm以下であり,
前記分散媒は,極性分散媒である,
ことを特徴とする酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
【選択図】なし
Description
1.酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルであって,
前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子は,組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50であり,一次粒子径が10nm以下であり,
前記分散媒は,極性分散媒である,
ことを特徴とする酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
2.ヘイズ値が20%以下である,上記項1に記載の酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
3.前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子に含まれる酸化ジルコニウム及び酸化チタンの結晶構造がともに非晶質である,上記項1又は2に記載の酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
4.酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルの製造方法であって,
(1)ジルコニウム塩溶液とチタン塩溶液とを,酸化物換算における組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50となるように混合して混合液を得る工程1,
(2)前記混合液に塩基を添加することにより,ジルコニウム−チタン複合水酸化物を得る工程2,
(3)前記ジルコニウム−チタン複合水酸化物を極性分散媒に分散することにより分散液を得る工程3,
(4)前記分散液に酸を加えることにより酸性分散液を得る工程4,
(5)前記酸性分散液を90〜120℃で加熱還流することにより酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルを得る工程5,
を有することを特徴とする製造方法。
本発明の酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルは,酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルであって,
前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子は,組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50であり,一次粒子径が10nm以下であり,
前記分散媒は,極性分散媒であることを特徴とする。
上記複合ゾルの製造方法は限定的ではないが,下記の本発明の複合ゾルの製造方法によって好適に製造することができる。本発明の複合ゾルの製造方法は,具体的には,
(1)ジルコニウム塩溶液とチタン塩溶液とを,酸化物換算における組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50となるように混合して混合液を得る工程1,
(2)前記混合液に塩基を添加することにより,ジルコニウム−チタン複合水酸化物を得る工程2,
(3)前記ジルコニウム−チタン複合水酸化物を極性分散媒に分散することにより分散液を得る工程3,
(4)前記分散液に酸を加えることにより酸性分散液を得る工程4,
(5)前記酸性分散液を90〜120℃で加熱還流することにより酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルを得る工程5を有することを特徴とする。
酸化ジルコニウム濃度が20.2重量%のオキシ塩化ジルコニウム溶液360.4gに,酸化チタン濃度が15.5重量%の四塩化チタン溶液(和光純薬1級試薬)を304.8g添加し(ZrO2/TiO2:50/50 酸化物量:120g),イオン交換水を添加して,酸化物濃度が7.0重量%となるように調製した。該塩溶液を70℃に加熱後,中和剤として25重量%水酸化アンモニウム溶液(和光純薬1級試薬)を30分間で720g添加し,90分保持し,50℃以下まで冷却した。得られたジルコニウム−チタン複合水酸化物を固液分離,水洗し,不純物を除去した。
ZrO2/TiO2:70/30に変更する以外,実施例1と同様の工程で処理し,酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルを得た。
ZrO2/TiO2:90/10に変更する以外,実施例1と同様の工程で処理し,酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルを得た。
実施例2で得た複合ゾルの分散媒を極性分散媒のメタノールに置換した以外は,実施例2と同様とし,分散媒のメタノール置換が可能であることを確認した。該ゾルを100℃で乾燥して得られた固形物の粉末をXRDの2θ−θ測定したところ,そのXRDプロファイルは非晶質を示した(図1)。
実施例2で得たゾルの溶媒を無極性溶媒であるトルエンに置換した。ゾル粒子が凝集し,ゾルを得ることができなかった。
実施例2と同じ出発原料を使用し,ジルコニウム塩溶液とチタン塩溶液を混合せず,各々個別に水酸化アンモニウムで中和した。中和の処理条件は,個別に行う以外は実施例2と同様とした。次に得られたジルコニウム水酸化物とチタン水酸化物を実施例と同様に700gの水に分散し,後工程も同様に処理した。ゾルは得られたものの,該ゾルの平均粒子径(D50)は13.3nmとなり,シングルナノの酸化ジルコニウムゾルを得ることができなかった。また,ヘイズ値は27.9%であった。その他,該ゾルの物性,該ゾルの粒子径(D10),(D90),(D99)の測定結果及び限外濾過収率を表1に示す。
ZrO2/TiO2:100/0と四塩化チタンを添加せず,酸化ジルコニウムのみで,実施例2と同様に処理した。ゾルは得られたものの,該ゾルの平均粒子径(D50)は16.4nmとなり,シングルナノの酸化ジルコニウムゾルを得ることができなかった。また,ヘイズ値は30.7%であった。その他,該ゾルの物性,該ゾルの粒子径(D10),(D90),(D99)の測定結果及び限外濾過収率を表1に示す。
Claims (4)
- 酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルであって,
前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子は,組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50であり,一次粒子径が10nm以下であり,
前記分散媒は,極性分散媒である,
ことを特徴とする酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。 - ヘイズ値が20%以下である,請求項1に記載の酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
- 前記酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子に含まれる酸化ジルコニウム及び酸化チタンの結晶構造がともに非晶質である,請求項1又は2に記載の酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾル。
- 酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ナノ粒子が分散媒に分散してなる酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルの製造方法であって,
(1)ジルコニウム塩溶液とチタン塩溶液とを,酸化物換算における組成比がZrO2/TiO2=95/5〜50/50となるように混合して混合液を得る工程1,
(2)前記混合液に塩基を添加することにより,ジルコニウム−チタン複合水酸化物を得る工程2,
(3)前記ジルコニウム−チタン複合水酸化物を極性分散媒に分散することにより分散液を得る工程3,
(4)前記分散液に酸を加えることにより酸性分散液を得る工程4,
(5)前記酸性分散液を90〜120℃で加熱還流することにより酸化ジルコニウム−酸化チタン複合ゾルを得る工程5,
を有することを特徴とする製造方法。
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