JP3398640B2 - 配向性フレーク状酸化亜鉛の製法 - Google Patents
配向性フレーク状酸化亜鉛の製法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛塩とアミノア
ルコールを原料とする新規な配向性フレーク状酸化亜鉛
とその製法に関し、この配向性フレーク状酸化亜鉛は、
化粧料、樹脂、繊維、塗料等の紫外線遮蔽剤や電子材料
として好適に使用できるばかりではなく、また抗菌剤、
脱臭剤、ゴムの加硫促進剤、陶磁器のうわ薬、医薬、触
媒等としても使用することができる。
ルコールを原料とする新規な配向性フレーク状酸化亜鉛
とその製法に関し、この配向性フレーク状酸化亜鉛は、
化粧料、樹脂、繊維、塗料等の紫外線遮蔽剤や電子材料
として好適に使用できるばかりではなく、また抗菌剤、
脱臭剤、ゴムの加硫促進剤、陶磁器のうわ薬、医薬、触
媒等としても使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】薄片状の酸化亜鉛を製造する方法として
は、板状の水酸化亜鉛もしくは塩基性硫酸亜鉛を焼成
し、あるいは強アルカリ下で沈殿して得る方法が知られ
ている。
は、板状の水酸化亜鉛もしくは塩基性硫酸亜鉛を焼成
し、あるいは強アルカリ下で沈殿して得る方法が知られ
ている。
【０００３】また、板状の水酸化亜鉛もしくは塩基性硫
酸亜鉛を製造する方法として、たとえば特開昭５３−８
２６９８号公報、特公昭５４−１９２３５号公報、特公
５４−４２９６０号公報、特開平６−８０４２１公報、
特開平７−１６５４２２公報、特開平７―１８７６７３
公報も知られている。
酸亜鉛を製造する方法として、たとえば特開昭５３−８
２６９８号公報、特公昭５４−１９２３５号公報、特公
５４−４２９６０号公報、特開平６−８０４２１公報、
特開平７−１６５４２２公報、特開平７―１８７６７３
公報も知られている。
【０００４】しかし、これら公知の方法によって得られ
る板状の水酸化亜鉛もしくは塩基性硫酸亜鉛は、粒子径
が１〜１００μｍで粒子径バラツキの大きいものであ
り、しかも、これらを焼成することによって得られる酸
化亜鉛は、板状の形状が崩壊したもので、粒子径バラツ
キは更に大きいなものとなる。
る板状の水酸化亜鉛もしくは塩基性硫酸亜鉛は、粒子径
が１〜１００μｍで粒子径バラツキの大きいものであ
り、しかも、これらを焼成することによって得られる酸
化亜鉛は、板状の形状が崩壊したもので、粒子径バラツ
キは更に大きいなものとなる。
【０００５】また特開平１−２３０４３１号公報には、
強アルカリ下で沈殿させて直接板状酸化亜鉛を製造する
方法が挙げられており、この方法で得られる酸化亜鉛
は、粒子径の細かいものではあるが、強アルカリ下で沈
殿を生成させるため酸化亜鉛の収量が低く、しかも高度
の配向性を示す酸化亜鉛は得られない。
強アルカリ下で沈殿させて直接板状酸化亜鉛を製造する
方法が挙げられており、この方法で得られる酸化亜鉛
は、粒子径の細かいものではあるが、強アルカリ下で沈
殿を生成させるため酸化亜鉛の収量が低く、しかも高度
の配向性を示す酸化亜鉛は得られない。
【０００６】更にJOURNAL OF MATERIAL SCIENCE 27，27
13-2718には酸化亜鉛をη−Ａｌ2O3と混合し1000℃で焼
成することにより、C軸方向に配向した酸化亜鉛が得ら
れる旨の記述が見られる。しかしこの方法では、酸化亜
鉛が部分的に配向したものが得られるだけで、全体に亘
って均一に配向したものが得られる訳ではなく、しかも
その粒子形状はフレーク状と針状の混合物である。そし
て、これを塩化アンモニウム−アンモニウム溶液で分解
すると、高配向性の酸化亜鉛を得ることができるが、球
状のη−Ａｌ2O3との混合状態で得られるのみで、酸化
亜鉛単独の高配向性物として得られる訳ではなく、また
その粒子径も平均粒子径で２０μm程度の粗大なもので
ある。
13-2718には酸化亜鉛をη−Ａｌ2O3と混合し1000℃で焼
成することにより、C軸方向に配向した酸化亜鉛が得ら
れる旨の記述が見られる。しかしこの方法では、酸化亜
鉛が部分的に配向したものが得られるだけで、全体に亘
って均一に配向したものが得られる訳ではなく、しかも
その粒子形状はフレーク状と針状の混合物である。そし
て、これを塩化アンモニウム−アンモニウム溶液で分解
すると、高配向性の酸化亜鉛を得ることができるが、球
状のη−Ａｌ2O3との混合状態で得られるのみで、酸化
亜鉛単独の高配向性物として得られる訳ではなく、また
その粒子径も平均粒子径で２０μm程度の粗大なもので
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な従
来技術に鑑みてなされたものであって、その目的は、焼
成後の状態で微細且つ粒子形が揃っており、しかも高配
向性のフレーク状酸化亜鉛とその製法を提供することに
ある。
来技術に鑑みてなされたものであって、その目的は、焼
成後の状態で微細且つ粒子形が揃っており、しかも高配
向性のフレーク状酸化亜鉛とその製法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る配向性フレーク状酸化亜鉛とは、
下記式（１）によって求められる配向性指数が４０以上
であるところに要旨がある。 配向性指数＝[34.56°／（31.88°＋34.56°＋36.36°）×１００…(１) （式中の各数値は、Ｘ線回折における２θ角の強度を表
わす）。
のできた本発明に係る配向性フレーク状酸化亜鉛とは、
下記式（１）によって求められる配向性指数が４０以上
であるところに要旨がある。 配向性指数＝[34.56°／（31.88°＋34.56°＋36.36°）×１００…(１) （式中の各数値は、Ｘ線回折における２θ角の強度を表
わす）。
【０００９】この配向性フレーク状酸化亜鉛は、上記配
向性指数に加えて、平均粒子径が０．２〜２μｍ、平均
厚さが０．０３μｍ以下であるものが好ましく、これら
の特性を備えた本発明の配向性フレーク状酸化亜鉛は優
れた紫外線遮蔽能を有しており、例えば化粧料、各種樹
脂材、繊維、塗料などに紫外線遮蔽性能を与えるための
添加剤として有用であり、また熱電性に優れた特性を活
かして電子材料等としても有効に活用できる。また形状
がフレーク状であるがため粉体としての取扱いが容易で
あり、抗菌剤、脱臭剤、ゴムの加硫促進剤、陶磁器のう
わ薬、医薬、触媒等としても使用することができる。
向性指数に加えて、平均粒子径が０．２〜２μｍ、平均
厚さが０．０３μｍ以下であるものが好ましく、これら
の特性を備えた本発明の配向性フレーク状酸化亜鉛は優
れた紫外線遮蔽能を有しており、例えば化粧料、各種樹
脂材、繊維、塗料などに紫外線遮蔽性能を与えるための
添加剤として有用であり、また熱電性に優れた特性を活
かして電子材料等としても有効に活用できる。また形状
がフレーク状であるがため粉体としての取扱いが容易で
あり、抗菌剤、脱臭剤、ゴムの加硫促進剤、陶磁器のう
わ薬、医薬、触媒等としても使用することができる。
【００１０】また本発明の製法は、上記特性を備えた配
向性フレーク状酸化亜鉛の製造に適した方法を提供する
もので、その構成は、亜鉛塩とアミノアルコールとを水
溶液中で混合し、生成する錯体を加熱処理することによ
って得られるヒドロキシ亜鉛塩を焼成するところに要旨
を有している。
向性フレーク状酸化亜鉛の製造に適した方法を提供する
もので、その構成は、亜鉛塩とアミノアルコールとを水
溶液中で混合し、生成する錯体を加熱処理することによ
って得られるヒドロキシ亜鉛塩を焼成するところに要旨
を有している。
【００１１】上記方法を実施する際に用いられる亜鉛塩
としては、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛お
よび酢酸亜鉛が好ましく使用され、これらは単独で使用
し得ることは勿論のこと、必要によっては２種以上を併
用しても構わない。またアミノアルコールとしては、２
−アミノエタノール、２,２'−イミノジエタノールおよ
び２,２',２''−ニトリロトリエタノールが好ましく使
用され、これらも単独で使用し得る他、２種以上を併用
することも可能である。
としては、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛お
よび酢酸亜鉛が好ましく使用され、これらは単独で使用
し得ることは勿論のこと、必要によっては２種以上を併
用しても構わない。またアミノアルコールとしては、２
−アミノエタノール、２,２'−イミノジエタノールおよ
び２,２',２''−ニトリロトリエタノールが好ましく使
用され、これらも単独で使用し得る他、２種以上を併用
することも可能である。
【００１２】上記亜鉛塩とアミノアルコールとの好まし
い使用比率は、亜鉛塩１モルに対しアミノアルコール中
のアミノ基が０．９〜１．５モルの範囲となる様に調整
することが望ましく、この様な条件を採用することによ
って、前記配向性指数、あるいは更に好ましい粒子径や
厚さなどの形状特性を満たす配向性フレーク状酸化亜鉛
をより確実に得ることができる。
い使用比率は、亜鉛塩１モルに対しアミノアルコール中
のアミノ基が０．９〜１．５モルの範囲となる様に調整
することが望ましく、この様な条件を採用することによ
って、前記配向性指数、あるいは更に好ましい粒子径や
厚さなどの形状特性を満たす配向性フレーク状酸化亜鉛
をより確実に得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】上記の様に本発明の配向性フレー
ク状酸化亜鉛は、前記式（１）で示される配向性指数が
４０以上である点で新規なものであり、該配向性指数の
特異性は、通常の酸化亜鉛粉末の前記式（１）によって
求められる配向性指数が２１．８であること（ＪＣＰＤ
Ｓ No.36-1451）によっても窺われる。
ク状酸化亜鉛は、前記式（１）で示される配向性指数が
４０以上である点で新規なものであり、該配向性指数の
特異性は、通常の酸化亜鉛粉末の前記式（１）によって
求められる配向性指数が２１．８であること（ＪＣＰＤ
Ｓ No.36-1451）によっても窺われる。
【００１４】即ち、前記式(1)で示される配向性指数
は、該酸化亜鉛粉末個々のｃ軸方向への配向度合いを表
しており、従来材においてこの配向性指数が２２程度で
あるということは、該酸化亜鉛のｃ軸方向への配向度合
いが低いことを意味している。これに対し配向性指数が
４０以上であるということは、該酸化亜鉛の結晶がｃ軸
方向に配向していることを意味しており、こうした特性
は、酸化亜鉛を紫外線遮蔽成分などとして利用しようす
る際に極めて重要な特性となる。
は、該酸化亜鉛粉末個々のｃ軸方向への配向度合いを表
しており、従来材においてこの配向性指数が２２程度で
あるということは、該酸化亜鉛のｃ軸方向への配向度合
いが低いことを意味している。これに対し配向性指数が
４０以上であるということは、該酸化亜鉛の結晶がｃ軸
方向に配向していることを意味しており、こうした特性
は、酸化亜鉛を紫外線遮蔽成分などとして利用しようす
る際に極めて重要な特性となる。
【００１５】紫外線遮蔽性能の向上といって観点からす
ると、該配向性指数の上限は特に制限されず、理論上の
上限値である１００であるものであっても勿論構わない
が、後述する様な製法を採用したとしても該配向性指数
を６０以上に高めることは極めて困難であるので、製造
可能性を踏まえたうえでの配向性指数の上限を示すとす
れば、６０程度以下が実際的と思われる。紫外線遮蔽性
能などを製造の容易性を考慮すると、実際的な好ましい
配向性指数は４５〜５５程度である。
ると、該配向性指数の上限は特に制限されず、理論上の
上限値である１００であるものであっても勿論構わない
が、後述する様な製法を採用したとしても該配向性指数
を６０以上に高めることは極めて困難であるので、製造
可能性を踏まえたうえでの配向性指数の上限を示すとす
れば、６０程度以下が実際的と思われる。紫外線遮蔽性
能などを製造の容易性を考慮すると、実際的な好ましい
配向性指数は４５〜５５程度である。
【００１６】また、本発明の配向性フレーク状酸化亜鉛
は、例えば化粧料や塗料、成形用樹脂材料や繊維等への
紫外線遮蔽用配合剤などとして利用する際に、それら基
材成分への均一分散を容易にしてその性能を有効に発揮
させる上で、平均粒子径が０．２〜２μｍ、より好まし
くは０．２〜１．０μｍ、平均厚さが０．０３μｍ以
下、より好ましくは０．０２μｍ以下のものが望まし
い。
は、例えば化粧料や塗料、成形用樹脂材料や繊維等への
紫外線遮蔽用配合剤などとして利用する際に、それら基
材成分への均一分散を容易にしてその性能を有効に発揮
させる上で、平均粒子径が０．２〜２μｍ、より好まし
くは０．２〜１．０μｍ、平均厚さが０．０３μｍ以
下、より好ましくは０．０２μｍ以下のものが望まし
い。
【００１７】ちなみに平均粒子径が０．２μｍ未満の角
に微細な粒子では、フレーク状である利点が活かされず
また著しく分散が悪くなり、逆に２μｍを超える粗粒物
になると、例えば化粧料や成形材料などに配合する時の
分散が不均一になり、均一で安定した性能が発揮され難
くなる傾向が生じてくる。特に薄片状で優れた紫外線遮
蔽能が求められる用途（例えば日焼け止め化粧料や紫外
線遮蔽用フィルムなど）に適用した時に、十分紫外線遮
蔽能が発揮され難くなる傾向が生じてくる。
に微細な粒子では、フレーク状である利点が活かされず
また著しく分散が悪くなり、逆に２μｍを超える粗粒物
になると、例えば化粧料や成形材料などに配合する時の
分散が不均一になり、均一で安定した性能が発揮され難
くなる傾向が生じてくる。特に薄片状で優れた紫外線遮
蔽能が求められる用途（例えば日焼け止め化粧料や紫外
線遮蔽用フィルムなど）に適用した時に、十分紫外線遮
蔽能が発揮され難くなる傾向が生じてくる。
【００１８】尚本発明でいう「フレーク状」とは、酸化
亜鉛が偏平な板状を呈していることを意味しており、こ
うした形状特性は、例えば日焼け止め化粧料や紫外線遮
蔽用フィルムの如く特に薄片状で紫外線遮蔽能を有効に
発揮させたい用途に適用する際に、偏平・板状物の相互
の重なり合いによって紫外線などを効果的に遮蔽する上
で重要な特性となる。
亜鉛が偏平な板状を呈していることを意味しており、こ
うした形状特性は、例えば日焼け止め化粧料や紫外線遮
蔽用フィルムの如く特に薄片状で紫外線遮蔽能を有効に
発揮させたい用途に適用する際に、偏平・板状物の相互
の重なり合いによって紫外線などを効果的に遮蔽する上
で重要な特性となる。
【００１９】次に、上記特性を備えた配向性フレーク状
酸化亜鉛を効率よく製造することのできる方法について
説明する。
酸化亜鉛を効率よく製造することのできる方法について
説明する。
【００２０】即ち本発明の製法では、亜鉛塩とアミノア
ルコールとを水溶液中で混合することによって錯体を生
成させ、これを更に加熱処理してヒドロキシ亜鉛塩より
なる沈殿を生成させた後、これを焼成する方法が採用さ
れる。この方法を採用すれば、最終的に得られる酸化亜
鉛は微細で粒子径の揃ったフレーク状を呈し、前述した
配向性指数の要件を満たすものとなる。
ルコールとを水溶液中で混合することによって錯体を生
成させ、これを更に加熱処理してヒドロキシ亜鉛塩より
なる沈殿を生成させた後、これを焼成する方法が採用さ
れる。この方法を採用すれば、最終的に得られる酸化亜
鉛は微細で粒子径の揃ったフレーク状を呈し、前述した
配向性指数の要件を満たすものとなる。
【００２１】本発明で使用されるアミノアルコールとし
ては、２−アミノエタノール、２,２'−イミノジエタノ
ール、２,２',２''−ニトリロトリエタノール、２−
（ジメチルアミノ）エタノール、２−（ジエチルアミ
ノ）エタノール、１,１,１−ニトリロトリ−２−プロパ
ノール等を挙げることができ、これらは単独で使用し得
る他、必要により２種以上を適宜併用することができ
る。
ては、２−アミノエタノール、２,２'−イミノジエタノ
ール、２,２',２''−ニトリロトリエタノール、２−
（ジメチルアミノ）エタノール、２−（ジエチルアミ
ノ）エタノール、１,１,１−ニトリロトリ−２−プロパ
ノール等を挙げることができ、これらは単独で使用し得
る他、必要により２種以上を適宜併用することができ
る。
【００２２】上記アミノアルコールの中でも、本発明に
おいて特に好ましく使用されるのは、２−アミノエタノ
ール、２,２'−イミノジエタノール、２,２',２''−ニ
トリロトリエタノールである。
おいて特に好ましく使用されるのは、２−アミノエタノ
ール、２,２'−イミノジエタノール、２,２',２''−ニ
トリロトリエタノールである。
【００２３】なお本発明では、該錯塩生成反応にアミノ
アルコールを使用することが必須の要件であり、これ以
外のアミンを使用した場合は、中間体として生成する沈
殿がフレーク状にならなかったり、あるいは粒子径の不
揃いなものとなり、これを焼成しても本発明で意図する
様な配向性指数と粒子形状や粒度構成などを満たす配向
性フレーク状酸化亜鉛を得ることができない。
アルコールを使用することが必須の要件であり、これ以
外のアミンを使用した場合は、中間体として生成する沈
殿がフレーク状にならなかったり、あるいは粒子径の不
揃いなものとなり、これを焼成しても本発明で意図する
様な配向性指数と粒子形状や粒度構成などを満たす配向
性フレーク状酸化亜鉛を得ることができない。
【００２４】また本発明で使用される亜鉛塩としては、
硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛又は酢酸亜鉛
などを挙げることができ、これらも単独で使用し得る
他、必要により２種以上を併用しても構わない。
硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛又は酢酸亜鉛
などを挙げることができ、これらも単独で使用し得る
他、必要により２種以上を併用しても構わない。
【００２５】そして水溶液中で亜鉛塩とアミノアルコー
ルを混合すると、それらは直ちに反応して錯体を生成す
るが、好ましくはこの時のｐHを６〜１０、より好まし
くは７〜９の範囲に調整すれば、錯体生成がより短時間
で進行するので好ましい。上記亜鉛塩とアミノアルコー
ルの混合手順は特に制限がなく、両者の水溶液を反応容
器に同時にもしくは逐次加えて混合し、もしくは何れか
の溶液を滴下して混合することもできる。また該錯体生
成反応は、亜鉛塩やアミノアルコールの濃度には殆ど影
響を受けないので、この混合は亜鉛塩の飽和溶解量以下
で行えばよい。
ルを混合すると、それらは直ちに反応して錯体を生成す
るが、好ましくはこの時のｐHを６〜１０、より好まし
くは７〜９の範囲に調整すれば、錯体生成がより短時間
で進行するので好ましい。上記亜鉛塩とアミノアルコー
ルの混合手順は特に制限がなく、両者の水溶液を反応容
器に同時にもしくは逐次加えて混合し、もしくは何れか
の溶液を滴下して混合することもできる。また該錯体生
成反応は、亜鉛塩やアミノアルコールの濃度には殆ど影
響を受けないので、この混合は亜鉛塩の飽和溶解量以下
で行えばよい。
【００２６】この錯体形成反応は、亜鉛１とアミノ基１
の当量反応であるため、反応に用いる亜鉛塩とアミノア
ルコールの比率は、亜鉛塩１モルに対してアミノ基が１
モル前後、好ましくは０．９〜１．５モルの範囲となる
様に使用比率を調整することが望ましい。ちなみに、ア
ミノアルコールの量がアミノ基換算で亜鉛塩１モルに対
し０．９モル未満では、未反応亜鉛塩の量が多くなって
錯体の生成率が低下し、一方１．５モルを超えると、錯
体形成反応は進行するものの、得られる錯体を加熱する
ことによって生成するヒドロキシ亜鉛塩を焼成しても、
本発明で意図する様な配向性指数のフレーク状酸化亜鉛
が得られなくなる。
の当量反応であるため、反応に用いる亜鉛塩とアミノア
ルコールの比率は、亜鉛塩１モルに対してアミノ基が１
モル前後、好ましくは０．９〜１．５モルの範囲となる
様に使用比率を調整することが望ましい。ちなみに、ア
ミノアルコールの量がアミノ基換算で亜鉛塩１モルに対
し０．９モル未満では、未反応亜鉛塩の量が多くなって
錯体の生成率が低下し、一方１．５モルを超えると、錯
体形成反応は進行するものの、得られる錯体を加熱する
ことによって生成するヒドロキシ亜鉛塩を焼成しても、
本発明で意図する様な配向性指数のフレーク状酸化亜鉛
が得られなくなる。
【００２７】そして、上記２成分の混合により生成する
錯体は非晶質の綿状であり、これを固液分離することは
極めて困難である、これが加熱処理すると、固液分離お
よび洗浄等の容易なヒドロキシ亜鉛塩の沈殿に変わるの
で、これを加熱処理すると、残存イオンなどの可溶成分
を水洗によって除去し、好ましくは更に乾燥時の凝集な
どを抑えるために低級アルコールやエーテル、ケトン、
エステルなどで洗浄してから乾燥し焼成すると、前記配
向性指数を満たす配向性フレーク状酸化亜鉛粉末を得る
ことができる。
錯体は非晶質の綿状であり、これを固液分離することは
極めて困難である、これが加熱処理すると、固液分離お
よび洗浄等の容易なヒドロキシ亜鉛塩の沈殿に変わるの
で、これを加熱処理すると、残存イオンなどの可溶成分
を水洗によって除去し、好ましくは更に乾燥時の凝集な
どを抑えるために低級アルコールやエーテル、ケトン、
エステルなどで洗浄してから乾燥し焼成すると、前記配
向性指数を満たす配向性フレーク状酸化亜鉛粉末を得る
ことができる。
【００２８】上記錯体を加熱処理してヒドロキシ亜鉛塩
に変える時の好ましい温度は７０℃以上、より好ましく
は８０℃以上で、熱処理時間は１０分〜４時間程度で十
分である。７０℃未満の低温で、もしくは場合は１０分
未満の短時間ではヒドロキシ亜鉛塩生成反応が十分に進
行せず、非晶質綿状の錯体のままでは固液分離などが極
めて困難になる。反応温度にもよるが、上記ヒドロキシ
亜鉛塩への変化は約４時間でほぼ完了するので、それ以
上に加熱処理時間を延長するのは無駄である。
に変える時の好ましい温度は７０℃以上、より好ましく
は８０℃以上で、熱処理時間は１０分〜４時間程度で十
分である。７０℃未満の低温で、もしくは場合は１０分
未満の短時間ではヒドロキシ亜鉛塩生成反応が十分に進
行せず、非晶質綿状の錯体のままでは固液分離などが極
めて困難になる。反応温度にもよるが、上記ヒドロキシ
亜鉛塩への変化は約４時間でほぼ完了するので、それ以
上に加熱処理時間を延長するのは無駄である。
【００２９】加熱処理後、固液分離および洗浄・乾燥す
ることによって得られるヒドロキシ亜鉛塩は、その後８
００〜１４００℃、好ましくは８００〜１０００℃で１
０分以上、好ましくは３０分〜２時間程度焼成すると、
配向性のフレーク状酸化亜鉛粉末を得ることができる。
なお焼成雰囲気は酸化性および還元性のいずれでもよい
が、通常は大気雰囲気下で行われる。
ることによって得られるヒドロキシ亜鉛塩は、その後８
００〜１４００℃、好ましくは８００〜１０００℃で１
０分以上、好ましくは３０分〜２時間程度焼成すると、
配向性のフレーク状酸化亜鉛粉末を得ることができる。
なお焼成雰囲気は酸化性および還元性のいずれでもよい
が、通常は大気雰囲気下で行われる。
【００３０】本発明の配向性フレーク状酸化亜鉛は形状
がフレーク状で、前述の如くｃ軸配向性を有しているの
で、従来の微粒子状酸化亜鉛に比べると紫外線に対して
優れた遮蔽能を示し、日焼け止めクリームの如き化粧
料、紫外線遮蔽用フィルムや塗膜用の素材として極めて
有効に活用できる。特にこの配向性酸化亜鉛は、たとえ
ば酸化インジウムと混合して焼成すると層状に化合して
（ZnO）5InO3を生成するが、これは伝熱材料などしても
優れた性能を発揮し得るものとして有効に活用できる。
がフレーク状で、前述の如くｃ軸配向性を有しているの
で、従来の微粒子状酸化亜鉛に比べると紫外線に対して
優れた遮蔽能を示し、日焼け止めクリームの如き化粧
料、紫外線遮蔽用フィルムや塗膜用の素材として極めて
有効に活用できる。特にこの配向性酸化亜鉛は、たとえ
ば酸化インジウムと混合して焼成すると層状に化合して
（ZnO）5InO3を生成するが、これは伝熱材料などしても
優れた性能を発揮し得るものとして有効に活用できる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であ
り、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であ
り、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３２】なお、実施例において平均粒子径の測定は
レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製の「Ｓ
ＡＬＤ−２０００Ａ」）を用いて行ない、厚さは走査型
電子顕微鏡（日本電子製の「ＪＳＭ−５２００」）、Ｘ
線回折はＸ線回折測定装置（島津製作所製の「ＸＤ−Ｄ
１」）を用いて夫々測定した。
レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製の「Ｓ
ＡＬＤ−２０００Ａ」）を用いて行ない、厚さは走査型
電子顕微鏡（日本電子製の「ＪＳＭ−５２００」）、Ｘ
線回折はＸ線回折測定装置（島津製作所製の「ＸＤ−Ｄ
１」）を用いて夫々測定した。
【００３３】実施例１
硫酸亜鉛０．２５モル／リットルを含む水溶液２リット
ルと、２−アミノエタノール０．３モル／リットルを含
む水溶液を２リットル混合して攪拌すると、直ちに錯体
が綿状の不容物として生成する。これを攪拌しつつ９０
℃で１時間加熱すると、固液分離の容易なヒドロキシ硫
酸亜鉛の沈殿に変わる。この間の反応液のｐＨは７．３
であった。
ルと、２−アミノエタノール０．３モル／リットルを含
む水溶液を２リットル混合して攪拌すると、直ちに錯体
が綿状の不容物として生成する。これを攪拌しつつ９０
℃で１時間加熱すると、固液分離の容易なヒドロキシ硫
酸亜鉛の沈殿に変わる。この間の反応液のｐＨは７．３
であった。
【００３４】加熱処理の後、固液分離して沈殿を濾取す
ると共に、十分に水洗してから最後にエタノールで洗浄
し、次いで１２０℃で２時間乾燥する。得られた乾燥物
を昇温速度１０℃／分で８５０℃まで昇温し、同温度で
３０分焼成して配向性フレーク状の酸化亜鉛６２．６ｇ
を得た。得られた配向性フレーク状酸化亜鉛の平均粒子
径は０．２μｍ、厚さ０．０２μｍ、配向性指数５２で
あった。該酸化亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図１に示
す。
ると共に、十分に水洗してから最後にエタノールで洗浄
し、次いで１２０℃で２時間乾燥する。得られた乾燥物
を昇温速度１０℃／分で８５０℃まで昇温し、同温度で
３０分焼成して配向性フレーク状の酸化亜鉛６２．６ｇ
を得た。得られた配向性フレーク状酸化亜鉛の平均粒子
径は０．２μｍ、厚さ０．０２μｍ、配向性指数５２で
あった。該酸化亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図１に示
す。
【００３５】実施例２
上記実施例１において、２−アミノエタノールを２,２'
−イミノジエタノールに代え、反応温度を９５℃に代え
た以外は同様にして、配向性フレーク状酸化亜鉛５８ｇ
を得た。加熱処理時のｐＨは７．６であった。得られた
配向性フレーク状酸化亜鉛の粒子径は０．３μm、平均
厚さは０．０２μｍ、配向性指数４３であった。該酸化
亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図２に示す。
−イミノジエタノールに代え、反応温度を９５℃に代え
た以外は同様にして、配向性フレーク状酸化亜鉛５８ｇ
を得た。加熱処理時のｐＨは７．６であった。得られた
配向性フレーク状酸化亜鉛の粒子径は０．３μm、平均
厚さは０．０２μｍ、配向性指数４３であった。該酸化
亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図２に示す。
【００３６】実施例３
塩化亜鉛０．２５モル／リットルを含む水溶液０．５リ
ットルと、２−アミノエタノール０．３モル／リットル
を含む水溶液を０．５リットル混合し、攪拌しつつ９０
℃で１時間加熱すると、ヒドロキシ塩化亜鉛の沈殿が生
成した。この間の反応液のｐＨは７．３であった。加熱
終了後、固液分離して沈殿を濾取し水洗およびエタノー
ル洗浄の後、１２０℃で２時間乾燥してから、昇温速度
１０℃／分で８５０℃まで昇温し、同温度で３０分焼成
して配向性フレーク状の酸化亜鉛１２．５ｇを得た。得
られた配向性フレーク状酸化亜鉛の平均粒子径は０．３
μｍ、厚さ０．０２μｍ、配向性指数４５であった。該
酸化亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図３に示す。
ットルと、２−アミノエタノール０．３モル／リットル
を含む水溶液を０．５リットル混合し、攪拌しつつ９０
℃で１時間加熱すると、ヒドロキシ塩化亜鉛の沈殿が生
成した。この間の反応液のｐＨは７．３であった。加熱
終了後、固液分離して沈殿を濾取し水洗およびエタノー
ル洗浄の後、１２０℃で２時間乾燥してから、昇温速度
１０℃／分で８５０℃まで昇温し、同温度で３０分焼成
して配向性フレーク状の酸化亜鉛１２．５ｇを得た。得
られた配向性フレーク状酸化亜鉛の平均粒子径は０．３
μｍ、厚さ０．０２μｍ、配向性指数４５であった。該
酸化亜鉛粉末のＸ線回折チャートを図３に示す。
【００３７】比較例１
前記実施例１において、２−アミノエタノールをヘキサ
メチレンテトラミンに変更し、反応温度を９５℃に代え
た以外は同様にして酸化亜鉛を４８ｇ得た。錯体生成時
および加熱処理時のｐＨは６．５であった。得られた酸
化亜鉛は粒子径のバラツキが大きく、平均粒子径は５μ
m、最大粒子径は８７μｍであり、平均厚さは０．５μ
ｍ、配向性指数は２１．８であった。該酸化亜鉛粉末の
Ｘ線回折チャートを図４に示す。
メチレンテトラミンに変更し、反応温度を９５℃に代え
た以外は同様にして酸化亜鉛を４８ｇ得た。錯体生成時
および加熱処理時のｐＨは６．５であった。得られた酸
化亜鉛は粒子径のバラツキが大きく、平均粒子径は５μ
m、最大粒子径は８７μｍであり、平均厚さは０．５μ
ｍ、配向性指数は２１．８であった。該酸化亜鉛粉末の
Ｘ線回折チャートを図４に示す。
【００３８】比較例２
前記実施例１において、２−アミノエタノール濃度を
０．５モル／リットルに代えた以外は同様にして錯体生
成と加熱処理行い、ヒドロキシ硫酸亜鉛の沈殿を得た。
加熱処理時のｐHは９．３であった。加熱処理によって
得られたヒドロキシ硫酸亜鉛の粉末は不定形であり、こ
れを焼成しても配向性の酸化亜鉛は得られなかった。
０．５モル／リットルに代えた以外は同様にして錯体生
成と加熱処理行い、ヒドロキシ硫酸亜鉛の沈殿を得た。
加熱処理時のｐHは９．３であった。加熱処理によって
得られたヒドロキシ硫酸亜鉛の粉末は不定形であり、こ
れを焼成しても配向性の酸化亜鉛は得られなかった。
【００３９】応用例１（透明性と紫外線吸収能）
前記実施例１〜３および比較例１で得た各配向性フレー
ク状酸化亜鉛１０ｇと、環状シリコーンオイル９０ｇ
を、ホモジナイザーを用いて攪拌し均一な分散液とした
後、該分散液を石英板上に厚さ５μｍとなるように塗布
し、塗膜液の紫外線遮蔽能と可視光透過能を紫外・可視
分光光度計積分球付（島津製作所製「UV-2100」）を用
いて調べた。結果は下記の通りであり、各実施例の配向
性フレーク状酸化亜鉛は、比較例の酸化亜鉛に比べて、
波長３８０ｎｍの紫外線透過能が低く（従って、紫外線
遮蔽能に優れており）、また波長５５０ｎｍの可視光線
の透過能は高く、また各実施例の配向性フレーク状酸化
亜鉛は、可視光線透過性が高く透明性に優れると共に、
優れた紫外線遮蔽能を有していることが分かる。 紫外線透過率（380nm） 可視光透過率（550nm） 実施例１ １１％ ８２％ 実施例２ １２％ ８０％ 実施例３ １０％ ７９％ 比較例１ ９％ ５８％
ク状酸化亜鉛１０ｇと、環状シリコーンオイル９０ｇ
を、ホモジナイザーを用いて攪拌し均一な分散液とした
後、該分散液を石英板上に厚さ５μｍとなるように塗布
し、塗膜液の紫外線遮蔽能と可視光透過能を紫外・可視
分光光度計積分球付（島津製作所製「UV-2100」）を用
いて調べた。結果は下記の通りであり、各実施例の配向
性フレーク状酸化亜鉛は、比較例の酸化亜鉛に比べて、
波長３８０ｎｍの紫外線透過能が低く（従って、紫外線
遮蔽能に優れており）、また波長５５０ｎｍの可視光線
の透過能は高く、また各実施例の配向性フレーク状酸化
亜鉛は、可視光線透過性が高く透明性に優れると共に、
優れた紫外線遮蔽能を有していることが分かる。 紫外線透過率（380nm） 可視光透過率（550nm） 実施例１ １１％ ８２％ 実施例２ １２％ ８０％ 実施例３ １０％ ７９％ 比較例１ ９％ ５８％
【００４０】
応用例２（化粧料：W／O型サンスクリーンエマルション）
（配合）
(1)実施例１〜３および比較例１で得た配向性フレーク状酸化亜鉛(メチ
ルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理して使用) 3.0％
(2)ナイロンビーズ 8.0％
(3)イオン交換水 30.0％
(4)エタノール 10.0％
(5)グリセリン 2.5％
(6)ジメチルポリシロキサン 20.0％
(7)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン 0.6％
(8)オクタメチルシクロテトラシロキサン 25.9％
【００４１】（調合法）上記(6)〜(8)を均一に混合した
後、上記(3)〜(5)を加えてホモミキサーで乳化し、その
後上記(1)および(2)を加えて更にホモミキサーで均一に
分散することにより、Ｗ／Ｏサンスクリーンエマルショ
ンタイプの化粧料を調製する。
後、上記(3)〜(5)を加えてホモミキサーで乳化し、その
後上記(1)および(2)を加えて更にホモミキサーで均一に
分散することにより、Ｗ／Ｏサンスクリーンエマルショ
ンタイプの化粧料を調製する。
【００４２】（評価試験）得られた各化粧料を使用し、
ＳＰＦ-２９０Ｓアナライザーを用いてＦＤＡ法に従っ
て(0.2μl/cm2を医療用テープに塗布して)各ＳＰＦを評
価した。 （評価結果） 実施例１：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 実施例２：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 実施例３：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 比較例１：ＳＰＦ ５以下
ＳＰＦ-２９０Ｓアナライザーを用いてＦＤＡ法に従っ
て(0.2μl/cm2を医療用テープに塗布して)各ＳＰＦを評
価した。 （評価結果） 実施例１：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 実施例２：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 実施例３：ＳＰＦ 10〜15 PA+表示可 比較例１：ＳＰＦ ５以下
【００４３】
【発明の効果】本発明の配向性フレーク状酸化亜鉛は、
上記の様に配向性指数が４０以上でｃ軸方向の配向性を
有し、あるいは更に平均粒子径や平均厚さの特定された
もので、紫外線遮蔽能などにおいて卓越した性能を示
す。従ってこの配向性フレーク状酸化亜鉛は、化粧料
や、樹脂成形材料（フィルムやシート、繊維など）、更
には塗料の如き表面被覆材料などとして、高い透明性を
維持しつつ優れた紫外線遮蔽能を与えるための添加剤な
どとして極めて有効に活用できる。また本発明の製法に
よれば、上記特性を備えた配向性フレーク状酸化亜鉛を
効率よく製造できる。
上記の様に配向性指数が４０以上でｃ軸方向の配向性を
有し、あるいは更に平均粒子径や平均厚さの特定された
もので、紫外線遮蔽能などにおいて卓越した性能を示
す。従ってこの配向性フレーク状酸化亜鉛は、化粧料
や、樹脂成形材料（フィルムやシート、繊維など）、更
には塗料の如き表面被覆材料などとして、高い透明性を
維持しつつ優れた紫外線遮蔽能を与えるための添加剤な
どとして極めて有効に活用できる。また本発明の製法に
よれば、上記特性を備えた配向性フレーク状酸化亜鉛を
効率よく製造できる。
【図１】実施例１で得た配向性フレーク状酸化亜鉛のＸ
線回折チャートである。
線回折チャートである。
【図２】実施例２で得た配向性フレーク状酸化亜鉛のＸ
線回折チャートである。
線回折チャートである。
【図３】実施例３で得た配向性フレーク状酸化亜鉛のＸ
線回折チャートである。
線回折チャートである。
【図４】比較例１で得た酸化亜鉛のＸ線回折チャートで
ある。
ある。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−325413（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−70124（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−82698（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−83996（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−230431（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−165422（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−299791（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−49516（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
C01G 9/02
Claims (5)
- 【請求項１】 亜鉛塩とアミノアルコールとを水溶液中
で混合し、生成する錯体を加熱処理して得られるヒドロ
キシ亜鉛塩を焼成することにより、下記式(1)によって
求められる配向性指数が４０以上の配向性フレーク状酸
化亜鉛を得ることを特徴とする配向性フレーク状酸化亜
鉛の製法。 配向性指数＝[34.56°/(31.88°＋34.56°＋36.36°)]×100…(1) （式中の各数値は、Ｘ線回折における２θ角の強度を表
わす） - 【請求項２】 平均粒子径が０．２〜２μｍ、平均厚さ
が０．０３μｍ以下である配向性フレーク状酸化亜鉛を
得る請求項１に記載の製法。 - 【請求項３】 亜鉛塩が、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜
鉛、炭酸亜鉛および酢酸亜鉛よりなる群から選択される
少なくとも1種である請求項１または２に記載の製法。 - 【請求項４】 アミノアルコールが、２−アミノエタノ
ール、２,２'−イミノジエタノールおよび２,２',２''
−ニトリロトリエタノールよりなる群から選択される少
なくとも1種である請求項１〜３のいずれかに記載の製
法。 - 【請求項５】 亜鉛塩とアミノアルコールとの使用比率
を、亜鉛塩1モルに対し 、 アミノアルコール中のアミノ基
を０．９〜１．５モルの範囲とする請求項３または４に
記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032304A JP3398640B2 (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 配向性フレーク状酸化亜鉛の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032304A JP3398640B2 (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 配向性フレーク状酸化亜鉛の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001220292A JP2001220292A (ja) | 2001-08-14 |
| JP3398640B2 true JP3398640B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18556924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000032304A Expired - Fee Related JP3398640B2 (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 配向性フレーク状酸化亜鉛の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398640B2 (ja) |
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| US20080286907A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Xerox Corporation | Semiconductor layer for thin film transistors |
| KR101614789B1 (ko) * | 2008-01-31 | 2016-04-22 | 노오쓰웨스턴 유니버시티 | 용액-처리된 높은 이동도 무기 박막 트랜지스터 |
| JP5658057B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2015-01-21 | 花王株式会社 | 薄片状酸化亜鉛粉末の製造方法 |
| US20140322286A1 (en) * | 2011-11-17 | 2014-10-30 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Surface treated zinc oxide powder, antibacterial agent, and antibacterial composition |
| JP2015052664A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | カシオ電子工業株式会社 | 定着装置 |
| JP6827164B2 (ja) * | 2016-12-05 | 2021-02-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | バリスタおよびその製造方法 |
-
2000
- 2000-02-09 JP JP2000032304A patent/JP3398640B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001220292A (ja) | 2001-08-14 |
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