JP2902954B2 - 金コロイド溶液の製造方法および金コロイド溶液 - Google Patents

金コロイド溶液の製造方法および金コロイド溶液

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、保存安定性に優れ、凍
結したり電解質を添加したりしても安定な金コロイド溶
液に関する。本発明の金コロイドは、薬品、化粧品、食
品、水性塗料およびコロイド化学実験のモデルコロイド
等の分野に応用できる。
【0002】
【従来の技術】従来より、薬品、化粧品、食品および塗
料の分野では、商品の識別や趣向性を高めることを目的
に、色素が用いられている。特に赤色色素はその使用頻
度が高い。これらの用途には、タール系色素、紫根、紅
花およびラッカイン酸等の天然色素、ベンガラあるいは
マンガンバイオレット等の無機顔料が用いられていた。
【0003】しかし、これらのタール系色素や天然色素
は耐光性および耐熱性が悪く、退色または変色したり、
安全性に問題があったりするため用途が制限されること
が多かった。
【0004】またこれらの無機顔料は、色の彩度が低い
と同時に、水に溶解しないために水溶液として用いるこ
とは出来なかった。
【0005】一方、金コロイドを固体表面に吸着する
と、赤紫色に着色することは古くから知られており、ヨ
ーロッパではステンドグラスの着色剤として使われてい
た。金コロイドは不活性金属であるため、安全でかつ安
定な色素ではあるが、赤紫色を呈するのは、微細なコロ
イドとして分散している時のみである。それ故、金コロ
イドを着色剤として用いる場合は、担体に吸着または封
入することが必要である。
【0006】従来の金コロイド溶液の製造としては、水
溶液中で金塩を水素化ホウ素ナトリウムあるいはクエン
酸ナトリウム等の還元剤で還元する方法や、熱還元およ
び光還元などの方法が知られている。これらのうち、工
業的には還元剤による還元法が用いられている。
【0007】クエン酸やクエン酸ナトリウムによる還元
は古くから知られる金コロイド溶液の製造方法であり、
この方法で作られた金コロイド粒子の表面にはクエン酸
分子が吸着しており、その電気的反発力によって安定性
を保っていると言われている。
【0008】しかし、その安定性は、不十分であり、電
解質の添加や凍結によって、容易に凝集、沈澱を生じる
ため、工業的使用に耐えるものではない。
【0009】また、陽イオン性界面活性剤や水溶性高分
子を金塩水溶液にあらかじめ添加しておいてから、水素
化ホウ素ナトリウム等で還元する方法も知られる。この
方法で作った金コロイド溶液も電解質の添加や凍結によ
って、容易に凝集、沈澱するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
な金コロイド溶液を得るための製造方法および該方法に
より得られる金コロイド溶液を提供することにある。
【0011】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、安定な金
コロイド溶液を調製できれば、安全性および安定性に優
れた着色剤となると考え、鋭意研究した結果、金塩水溶
液をクエン酸、アスコルビン酸またはそれらの塩で還元
した後に、平均重合モル数10以上のポリオキシエチレ
ン鎖を有し、かつHLBが12以上である非イオン性界
面活性剤を添加する製造方法により得られる金コロイド
溶液が極めて安定であることを見いだし本発明を完成し
た。
【0012】すなわち、本発明の請求項1は、金塩水溶
液をクエン酸、アスコルビン酸またはそれらの塩で還元
した後に、平均重合モル数10以上のポリオキシエチレ
ン鎖を有し、かつHLBが12以上である非イオン性界
面活性剤を添加することを特徴とする金コロイド溶液の
製造方法である。
【0013】また、本発明の請求項2は、請求項1記載
の製造方法により得られる金コロイド溶液である。
【0014】以下、本発明の詳細について説明する。本
発明に用いる金塩としては、たとえば、塩化金酸および
その塩類や金紛を王水に溶解したもの等が挙げられ、最
終組成物中の金の濃度は、金の量として、最終組成物の
総量を基準に0.0001〜0.01重量%が好まし
く、さらに好ましくは0.001〜0.01重量%であ
る。
【0015】本発明に用いられるクエン酸塩としては、
クエン酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属
塩が挙げられる。クエン酸またはその塩の反応溶液中の
濃度は、金イオンのモル濃度の3〜5倍モル濃度を用い
るのが好ましく、さらに好ましくは4倍モル濃度であ
る。
【0016】本発明に用いられるアスコルビン酸塩とし
ては、アスコルビン酸のナトリウム塩、カリウム塩等の
アルカリ金属塩が挙げられる。アスコルビン酸またはそ
の塩の反応溶液中の濃度は、金イオンのモル濃度の3〜
5倍モル濃度を用いるのが好ましく、さらに好ましくは
4倍モル濃度である。
【0017】本発明に用いられる非イオン界面活性剤と
しては、たとえばポリオキシエチレン(20モル)ソル
ビタンモノオレエート、ポリオキシエチレン(20モ
ル)ソルビタンモノステアレート等のポリオキシエチレ
ンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン
(60モル)硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン(10
0モル)硬化ヒマシ油等のポリオキシエチレン硬化ヒマ
シ油類、ポリオキシエチレン(10モル)オレイルエー
テル、ポリオキシエチレン(15モル)セチルエーテル
等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキ
シエチレン(10モル)ノニルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレン(15モル)オクチルフェニルエーテル
等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類な
どでポリオキシエチレンの平均重合モル数が10以上
で、かつHLBが12以上のものが挙げられる。
【0018】平均重合モル数が10未満あるいは、HL
B12未満では、金コロイド溶液に対する安定化効果が
不十分である。
【0019】その配合量は、最終組成物の総量を基準に
0.001〜0.1重量%が好ましく、さらに好ましく
は、0.005〜0.05重量%である。
【0020】本発明の製造方法は、金塩(金イオン)水
溶液をクエン酸、アスコルビン酸またはそれらの塩で還
元して、0価の金の微細な粒子が分散した状態である金
コロイド溶液とした後に、平均重合モル数10以上のポ
リオキシエチレン鎖を有し、かつHLBが12以上であ
る非イオン性界面活性剤を添加するものである。
【0021】還元反応の条件は、特に限定されるもので
はないが、反応温度を70℃以上、特に好ましくは90
℃以上にすれば、速やかに反応が進行し、得られた金コ
ロイド溶液の色調も鮮やかな赤色となる。また、還元反
応の条件を適宜変化させることにより赤紫〜青紫の金コ
ロイド溶液を得ることも出来る。
【0022】非イオン性界面活性剤の添加時期は、クエ
ン酸、アスコルビン酸またはそれらの塩を添加した後で
あれば差し支えないが、鮮やかな赤い色調で安定性の高
い金コロイド液を得るためには、還元反応が完全に終了
した後、速やかに添加することが好ましい。
【0023】70℃以上で還元反応を行う場合は、還元
反応完了後、室温付近まで冷却した後、速やかに添加す
ることが特に好ましい。
【0024】非イオン性界面活性剤をクエン酸、アスコ
ルビン酸またはそれらの塩の添加の前に添加すると、色
調は青〜黒紫色となり短期間で沈澱を生ずる。
【0025】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、本発明の金コロイド溶液の安定性評価試験
として、保存安定性試験、凍結試験、電解質添加試験を
以下のようにして行った。
【0026】1.保存安定性試験 30℃の恒温槽に6カ月保存した後、金コロイド溶液の
状態を肉眼で観察し、 ・変化の無いもの :○ ・変色や沈澱を生じたもの:× と判定した。
【0027】2.凍結試験 −80℃の冷凍庫にて凍結した後、室温に戻し、保存安
定性試験と同様に判定した。
【0028】3.電解質添加試験 金コロイド溶液に最終濃度が0.3モル/リットルとな
るように硫酸マグネシウム溶液を添加し、一日静置した
後の状態を保存安定性試験と同様に判定した。
【0029】実施例1 塩化金酸・4水和物20.59mgを水95g に溶解し加
熱した。沸騰状態で還流させながら、これにクエン酸ナ
トリウム・2水和物58.8mgを水5g に溶解した水溶
液を加え、10分間撹拌した。室温まで冷却した後、ポ
リオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエー
ト(HLB15.0)10mgを水1g に溶解した水溶液
を加え10分間撹拌し、濾過して本発明の金コロイド溶
液を得た。
【0030】実施例2 塩化金酸・4水和物10.30mgを水95g に溶解し9
0℃に加熱した。これにアスコルビン酸ナトリウム1
9.8mgを水5g に溶解した水溶液を加え、90℃に保
ちながら、10分間撹拌した。室温まで冷却した後、ポ
リオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエー
ト(HLB15.0)10mgを水1g に溶解した水溶液
を加え10分間撹拌し、濾過して本発明の金コロイド溶
液を得た。
【0031】実施例3 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)をポリオキシエチレン(60モ
ル)硬化ヒマシ油(HLB14.0)に替える他は、実
施例1と同様にして本発明の金コロイド溶液を得た。
【0032】実施例4 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)をポリオキシエチレン(10モ
ル)オレイルエーテル(HLB13.5)に替える他
は、実施例1と同様にして本発明の金コロイド溶液を得
た。
【0033】比較例1 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)10mgを水5g に溶解した水溶
液を加える替わりに、イオン交換水5g を加える他は、
実施例1と同様にして比較用の金コロイド溶液を調製し
た。
【0034】比較例2 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)を陽イオン性界面活性剤である
塩化ステアリルトリメチルアンモニウムに替える他は、
実施例1と同様にして比較用の金コロイド溶液を調製し
た。
【0035】比較例3 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)を陰イオン性界面活性剤である
ラウリル硫酸ナトリウムに替える他は、実施例1と同様
にして比較用の金コロイド溶液を調製した。
【0036】比較例4 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)をポリオキシエチレン(6モ
ル)ソルビタンモノオレエート(HLB10.0)に替
える他は、実施例1と同様にして比較用の金コロイド溶
液を調製した。
【0037】比較例5 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)をポリオキシエチレン(20モ
ル)硬化ヒマシ油(HLB10.5)に替える他は、実
施例1と同様にして比較用の金コロイド溶液を調製し
た。
【0038】比較例6 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)をポリオキシエチレン(7.5
モル)ノニルフェニルエーテル(HLB14.0)に替
える他は、実施例1と同様にして比較用の金コロイド溶
液を調製した。
【0039】比較例7 塩化金酸・4水和物20.59mgを水95g に溶解し、
ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオレエ
ート(HLB15.0)10mgを水1g に溶解した水溶
液を加えて加熱した。沸騰状態で還流させながら、これ
にクエン酸ナトリウム・2水和物58.8mgを水5g に
溶解した水溶液を加え、10分間撹拌した。室温まで冷
却した後、10分間撹拌し、濾過して比較用の金コロイ
ド溶液を調製した。
【0040】比較例8 塩化金酸・4水和物824mgを水100ミリリットルに
溶解した。この水溶液25ミリリットルに水915ミリ
リットルを加え、強く撹拌しながら1重量%塩化ステア
リルトリメチルアンモニウム水溶液10ミリリットルを
加えた。さらに、水素化ホウ素ナトリウム(75mg/5
0ml)水溶液50ミリリットルを加え、10分間撹拌
し、濾過して、比較用の金コロイド溶液を調製した。
【0041】実施例1〜4および比較例1、3〜6、8
では、何れも鮮やかな赤色の金コロイド溶液が得られ
た。比較例2および7では、青色の金コロイド溶液が得
られた。
【0042】実施例1〜4および比較例1〜8で得られ
た金コロイド溶液の評価試験結果を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】
【発明の効果】本発明の金コロイド溶液は、保存安定性
に優れ、凍結したり電解質を添加したりしても安定であ
ることは明かである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 13/00 A61K 7/00 B22F 9/00 C22B 11/00 D06P 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金塩水溶液をクエン酸、アスコルビン酸
    またはそれらの塩で還元した後に、平均重合モル数10
    以上のポリオキシエチレン鎖を有し、かつHLBが12
    以上である非イオン性界面活性剤を添加することを特徴
    とする金コロイド溶液の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造方法により得られる
    金コロイド溶液。
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