JP4654713B2 - Modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、有機酸水溶液、好ましくはシュウ酸水溶液中で過酸化水素水と金属スズをH22/Snモル比が2〜10、好ましくは2〜4の範囲を保ち、酸化スズの濃度が40重量%以下になるように反応させ生成した粒子径が4〜50nmの酸化第二スズのコロイド粒子を用い作成した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイドの表面を、2〜7nmの酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆することによって形成された、粒子径4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムのコロイド粒子の製造方法に関する。
本発明のゾルは、プラスチックレンズの表面に施されるハードコート剤の成分として、その他種々の用途に用いられる。
The present invention provides a hydrogen peroxide solution and metallic tin in an organic acid aqueous solution, preferably an oxalic acid aqueous solution, with a H 2 O 2 / Sn molar ratio in the range of 2 to 10, preferably 2 to 4, and a tin oxide concentration. The surface of the colloidal stannic oxide-zirconium oxide composite prepared by using colloidal particles of stannic oxide having a particle diameter of 4 to 50 nm produced by reacting so that the amount of the oxide becomes 40% by weight or less is oxidized at 2 to 7 nm. The present invention relates to a method for producing modified stannic oxide-zirconium oxide colloidal particles having a particle diameter of 4.5 to 60 nm formed by coating with colloidal particles of a tungsten-stannic oxide-silicon dioxide composite.
The sol of the present invention is used for various other applications as a component of a hard coat agent applied to the surface of a plastic lens.

既に種々の金属酸化物のゾルが知られている。
近年多用されるようになってきたプラスチックレンズの表面を改良するために、この表面に適用されるハードコート剤の成分として、高い屈折率を有する金属酸化物のゾルが用いられている。
Al、Ti、Zr、Sn、Sb等の金属酸化物の1〜300nm粒子を含有させたハードコート剤が記載されている。(例えば、特許文献1を参照)
酸化タングステン単独の安定なゾルは未だ知られていないが、珪酸塩の添加によって得られるWO3:SiO2:M2O(但し、Mはアルカリ金属原子又はアンモニウム基を表わ
す。)モル比が4〜15:2〜5:1であるゾルが提案されている。(例えば、特許文献2を参照)
Si:Snのモル比が2〜1000:1であるケイ酸−スズ酸複合ゾルが提案されている。(例えば、特許文献3を参照)
4〜50nmの粒子径を有する原子価3、4又は5の金属酸化物のコロイド粒子を核としてその表面がWO3/SnO2重量比0.5〜100であって粒子径2〜7nmである酸化タングステン−酸化第二スズ複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5〜60nmの変性金属酸化物コロイドからなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜50重量%含む安定なゾルが提案されている。(例えば、特許文献4を参照)
ZrO2/SnO2として0.02〜1.0の重量比と4〜50nmの粒子径を有するSnO2−ZrO2複合体コロイド粒子を核として、その表面を、0.5〜100のWO3
SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有するWO3−SnO2複合コロイド粒子で被覆し
た構造の粒子からなる変性されたSnO2−ZrO2複合体の安定なゾルが提案されている。(例えば、特許文献5を参照)
また、酸化第二スズのコロイド粒子と酸化ジルコニウムのコロイド粒子とがこれらの酸化物の重量に基づいてZrO2/SnO2として0.02〜1.0の比率に結合した構造と4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子を核としてその表面が、0.1〜100のWO3/SnO2重量比と、0.1〜100のSiO2/SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子からなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜50重量%含む安定なゾルが開示されている。(例えば、特許文献6を参照)
特公昭63−37142号公報(特許請求の範囲) 特開昭54−52686号公報(特許請求の範囲) 特公昭50−40119号公報(特許請求の範囲) 特開平3−217230号公報(特許請求の範囲) 特開平6−24746号公報(特許請求の範囲) 特開2000−281344公報(特許請求の範囲)
Various metal oxide sols are already known.
In order to improve the surface of a plastic lens that has been frequently used in recent years, a metal oxide sol having a high refractive index is used as a component of a hard coat agent applied to the surface.
A hard coat agent containing 1 to 300 nm particles of a metal oxide such as Al, Ti, Zr, Sn, and Sb is described. (For example, see Patent Document 1)
Although a stable sol of tungsten oxide alone is not yet known, WO 3 : SiO 2 : M 2 O (wherein M represents an alkali metal atom or an ammonium group) obtained by addition of silicate has a molar ratio of 4. Sols that are ˜15: 2 to 5: 1 have been proposed. (For example, see Patent Document 2)
A silicic acid-stannic acid composite sol having a Si: Sn molar ratio of 2 to 1000: 1 has been proposed. (For example, see Patent Document 3)
The surface is a WO 3 / SnO 2 weight ratio of 0.5 to 100 and a particle diameter of 2 to 7 nm with a metal oxide colloidal particle of valence 3, 4, or 5 having a particle diameter of 4 to 50 nm as a nucleus. It is composed of a modified metal oxide colloid having a particle diameter of 4.5 to 60 nm formed by coating with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide composite, and contains 2 to 50% by weight of these total metal oxides Stable sols have been proposed. (For example, see Patent Document 4)
The SnO 2 -ZrO 2 composite colloidal particles having a particle diameter of a weight ratio and 4~50nm of ZrO 2 / SnO 2 as 0.02 to 1.0 as a nucleus, the surface, WO 3 of 0.5 to 100 /
Stable sol of SnO 2 -ZrO 2 complex which is modified consists of particles having a structure coated with WO 3 -SnO 2 composite colloidal particles having a particle size of SnO 2 weight ratio and 2~7nm have been proposed. (For example, see Patent Document 5)
Further, a structure in which colloidal particles of stannic oxide and colloidal particles of zirconium oxide are bonded in a ratio of 0.02 to 1.0 as ZrO 2 / SnO 2 based on the weight of these oxides, and 4 to 50 nm The surface of the composite colloidal particle of stannic oxide-zirconium oxide having a particle diameter is 0.1 to 100 WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1 to 100 SiO 2 / SnO 2 weight. Modified stannic oxide with a particle size of 4.5-60 nm formed by coating with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite having a ratio and a particle size of 2-7 nm A stable sol composed of zirconium oxide composite colloidal particles and containing 2 to 50% by weight of these total metal oxides is disclosed. (For example, see Patent Document 6)
Japanese Patent Publication No. 63-37142 (Claims) JP 54-52686 A (Claims) Japanese Patent Publication No. 50-40119 (Claims) JP-A-3-217230 (Claims) JP-A-6-24746 (Claims) JP 2000-281344 A (Claims)

従来の金属酸化物ゾル、特にカチオン性の金属酸化物ゾルをハードコート剤の成分として用いると、得られたハードコート剤の安定性が充分でないだけではなく、このハードコート剤の硬化皮膜の透明性、密着性、耐候性等も充分でない。またSb25ゾルをハードコート剤成分として用いる場合には、Sb25の屈折率は1.65〜1.70程度であるから、レンズのプラスチック基材の屈折率が1.6以上のときには、もはやこのSb25ゾルでは硬化被膜の屈折率が充分に向上しない。
特公昭50−40119号公報に記載のケイ酸−スズ酸複合ゾルは、ケイ酸アルカリとスズ酸アルカリの混合水溶液を脱陽イオン処理することにより得られているが、上記同様、やはりハードコート剤の成分として用いる場合には、塗膜の屈折率を向上させる効果は小さい。
特開昭54−52686号公報に記載の酸化タングステンのゾルは、タングステン酸塩の水溶液を脱陽イオン処理することにより得られるタングステン酸の水溶液に、珪酸塩を加えることにより得られているが、強酸性においてのみ安定であり、また、ハードコート剤の成分として用いる場合には、塗膜の屈折率を向上させる効果は小さい。
特開平3−217230に記載の変性金属酸化物ゾルは屈折率が1.7以上で、安定であり、プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分として用いることができ、要求されるハードコート膜の性能、例えば耐擦傷性、透明性、密着性、耐水性、耐候性などの性能をほぼ満足する事ができる。しかし、上記同様にレンズのプラスチック基材の屈折率が1.7以上のときには、もはや硬化被膜の屈折率が充分に向上しない。
特開平6−24746に記載の変性酸化第二スズ−酸化ジルコニウムゾルは屈折率が1.7以上で、安定であり、プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分として用いることができ、要求されるハードコート膜の性能、例えば耐擦傷性、透明性、密着性などの性能をほぼ満足する事ができる。しかし、レンズのプラスチック基材の屈折率が1.7以上のときには、被膜物性の更なる向上が望まれる。
特開2000−281344に記載の変性酸化第二スズ−酸化ジルコニウムゾルは屈折率が1.7以上で安定であり、プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分として用いることができ、従来の金属酸化物ゾルを用いたときに見られる紫外線による黄変や耐水性、耐湿性および耐候性能の問題を克服、その他のハードコート膜の性能、例えば耐擦傷性、透明性、密着性などの性能をもほぼ満足する事ができる。しかし、レンズのプラスチック基材の屈折率が1.7以上のときには、被膜物性の更なる向上が望まれる。
本発明の変性された金属酸化物ゾルはハードコート剤成分として用いたときに、従来の金属酸化物ゾルを用いたときに見られる紫外線照射による黄変や、耐水性、耐湿性の問題を克服し、耐水性、耐湿性及び耐候性能の良好な高い屈折率を有する変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子の安定なゾルを提供し、プラスチックレンズ表面に施されるハードコート膜の性能向上成分として、そのハードコート用塗料に混合して用いることができる金属酸化物ゾルを提供することにある。
When a conventional metal oxide sol, especially a cationic metal oxide sol is used as a component of the hard coating agent, not only the stability of the obtained hard coating agent is not sufficient, but also the cured film of the hard coating agent is transparent. Property, adhesion, weather resistance and the like are not sufficient. When Sb 2 O 5 sol is used as a hard coating agent component, the refractive index of Sb 2 O 5 is about 1.65 to 1.70, so that the refractive index of the plastic substrate of the lens is 1.6 or more. In this case, the refractive index of the cured coating is not sufficiently improved with the Sb 2 O 5 sol.
The silicic acid-stannic acid composite sol described in Japanese Patent Publication No. 50-40119 is obtained by decation treatment of a mixed aqueous solution of alkali silicate and alkali stannate. When used as a component, the effect of improving the refractive index of the coating film is small.
The sol of tungsten oxide described in JP-A-54-52686 is obtained by adding silicate to an aqueous solution of tungstic acid obtained by subjecting an aqueous solution of tungstate to decation treatment. It is stable only in strong acidity, and when used as a component of a hard coating agent, the effect of improving the refractive index of the coating film is small.
The modified metal oxide sol described in JP-A-3-217230 has a refractive index of 1.7 or more, is stable, can be used as a component of a hard coating agent for plastic lenses, and requires a required hard coat film performance. For example, performances such as scratch resistance, transparency, adhesion, water resistance, and weather resistance can be substantially satisfied. However, as described above, when the refractive index of the plastic substrate of the lens is 1.7 or more, the refractive index of the cured film is no longer sufficiently improved.
The modified stannic oxide-zirconium oxide sol described in JP-A-6-24746 has a refractive index of 1.7 or more, is stable, can be used as a component of a hard coating agent for plastic lenses, and requires the required hard The performance of the coating film, for example, the performance such as scratch resistance, transparency and adhesion can be substantially satisfied. However, when the refractive index of the plastic substrate of the lens is 1.7 or more, further improvement in the physical properties of the coating is desired.
The modified stannic oxide-zirconium oxide sol described in JP-A-2000-281344 has a refractive index of 1.7 or more and is stable and can be used as a component of a hard coating agent for plastic lenses. Overcoming the yellowing caused by ultraviolet rays and the problems of water resistance, moisture resistance, and weather resistance seen when using sol, and other hard coat film performances such as scratch resistance, transparency, adhesion, etc. I can be satisfied. However, when the refractive index of the plastic substrate of the lens is 1.7 or more, further improvement in the physical properties of the coating is desired.
When the modified metal oxide sol of the present invention is used as a hard coating agent component, it overcomes the problems of yellowing due to ultraviolet irradiation, water resistance, and moisture resistance, which are seen when using conventional metal oxide sols. And providing a stable sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles having a high refractive index with good water resistance, moisture resistance and weather resistance performance, and applied to a plastic lens surface. An object of the present invention is to provide a metal oxide sol that can be used as a component for improving the performance of the hard coat paint.

本発明は第1観点として、金属スズと有機酸と過酸化水素との反応により得られた酸化第二スズのコロイド粒子と、酸化ジルコニウムのコロイド粒子とが、これらの酸化物の重量に基づいてZrO2/SnO2として0.02〜1.0の比率に結合した構造と4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を核として、その表面が0.1〜100のWO3/SnO2重量比と、0.1〜100のSiO2/Sn
2重量比と2〜7nmの粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素
複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5〜60nmの変
性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子からなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜60重量%含む安定なゾル、
第2観点として、有機酸が、シュウ酸又はシュウ酸を主成分として含む有機酸である第1観点に記載のゾル、
第3観点として、下記(a)工程、(b)工程、(c)工程、(d)工程、(e)工程及び(f)工程:
(a)工程:有機酸水溶液に過酸化水素水と金属スズをH22/Snモル比が2〜4の範囲を保ち、酸化スズの濃度が40重量%以下になるように反応させ、粒子径が4〜50nmの酸化第二スズのコロイドを生成する工程
(b)工程:(a)工程で得た4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズのコロイド粒子をその酸化物SnO2として0.5〜50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾ
ルと、ZrO2として0.5〜50重量%の濃度のオキシジルコニウム塩の水溶液とを、
これらに基づくZrO2/SnO2として0.02〜1.0の重量比に混合する工程、
(c)工程:(b)工程によって得られた混合液を60〜200℃で、0.1〜50時間加熱することにより、4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを生成させる工程、
(d)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸塩をWO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有する水溶液を調製し、その水溶液中に存在する陽イオンを除去して得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを生成させる工程、
(e)工程:(c)工程で得られた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに含まれるZrO2とSnO2の合計として100重量部と、(d)工程で得られた2〜7nmの粒子径と0.1〜100のWO3/SnO2重量比と0.1〜100のSiO2
/SnO2重量比を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを、
これに含まれるWO3とSnO2とSiO2の合計として2〜100重量部の比率に0〜1
00℃で混合する工程、及び
(f)工程:(e)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、当該ゾル中に存在する陰イオンを除去する工程、を含む第1観点又は第2観点に記載の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子の安定なゾルの製造方法、及び
第4観点として、有機酸水溶液が、シュウ酸水溶液又はシュウ酸を主成分として含む有機酸水溶液である第3観点に記載のゾルの製造方法である。
As a first aspect of the present invention, colloidal particles of stannic oxide obtained by reaction of metallic tin, an organic acid and hydrogen peroxide, and colloidal particles of zirconium oxide are based on the weight of these oxides. A stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particle having a structure bonded at a ratio of 0.02 to 1.0 as ZrO 2 / SnO 2 and a particle diameter of 4 to 50 nm is used as a nucleus, and its surface is 0.1 to 100 WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1-100 SiO 2 / Sn
A modified oxide film having a particle diameter of 4.5 to 60 nm formed by coating with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite having an O 2 weight ratio and a particle diameter of 2 to 7 nm. A stable sol consisting of colloidal particles of ditin-zirconium oxide composite and containing 2 to 60% by weight of these total metal oxides,
As a second aspect, the sol according to the first aspect, in which the organic acid is oxalic acid or an organic acid containing oxalic acid as a main component,
As a 3rd viewpoint, the following (a) process, (b) process, (c) process, (d) process, (e) process, and (f) process:
Step (a): Hydrogen peroxide solution and metal tin are reacted with an organic acid aqueous solution so that the H 2 O 2 / Sn molar ratio is in the range of 2 to 4 and the tin oxide concentration is 40% by weight or less. Step (b) of producing a stannic oxide colloid having a particle size of 4 to 50 nm: The colloidal particles of stannic oxide having a particle size of 4 to 50 nm obtained in the step (a) are converted into the oxide SnO 2. An aqueous stannic oxide sol containing as a concentration of 0.5 to 50% by weight as an aqueous solution of an oxyzirconium salt with a concentration of 0.5 to 50% by weight as ZrO 2 ,
Mixing at a weight ratio of 0.02 to 1.0 as ZrO 2 / SnO 2 based on these,
(C) Step: The stannic oxide-zirconium oxide composite having a particle size of 4 to 50 nm is obtained by heating the mixed solution obtained in the step (b) at 60 to 200 ° C. for 0.1 to 50 hours. Producing an aqueous sol;
Step (d): An aqueous solution containing tungstate, stannate, and silicate in a ratio of 0.1 to 100 as a WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1 to 100 as a SiO 2 / SnO 2 weight ratio. Preparing and producing a tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol obtained by removing cations present in the aqueous solution;
Step (e): The stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (c) was obtained in step (d) with 100 parts by weight as the total of ZrO 2 and SnO 2 contained therein. Particle diameter of 2-7 nm, WO 3 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 and SiO 2 of 0.1-100
A tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol having a / SnO 2 weight ratio,
The total of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 contained in this is 0 to 1 in the ratio of 2 to 100 parts by weight.
Mixing at 00 ° C., and (f) step: contacting the modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (e) with an anion exchanger into the sol A method for producing a stable sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles according to the first aspect or the second aspect, including a step of removing an anion present; The method for producing a sol according to the third aspect, in which the acid aqueous solution is an oxalic acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution containing oxalic acid as a main component.

本発明によって得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子によって表面変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルはコロイド色を呈し、その乾燥塗膜は約1.8以上の高い屈折率を示し、耐水性、耐湿性、耐光性、帯電防止性、耐熱性、耐摩耗性等も良好である。
従来の方法で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは、ゾル中の粒子の形状が紡錘状であり、高濃度で安定に存在することが困難であったのに対して、本発明の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは球状の粒子形状を有し、高濃度でも安定に存在することが可能である。
例えば、従来の方法で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは、粒子濃度が47.0重量%として、100ccのメスシリンダーにB型粘度計のNo.1のローターで60rpmの回転速度で粘度を測定した場合に、15c.p.(15mPa・s)である。
一方、本発明の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは、粒子濃度が47.4重量%として、100ccのメスシリンダー中でB型粘度計のNo.1のローターで60rpmの回転速度で粘度を測定した場合に、5.5c.p.(5.5mPa・s)である。
この様に従来品に比べ高濃度で好適なコーティング剤として使用できるため、塗膜中に粒子が多く存在し、耐水性、耐湿性、耐光性、帯電防止性、耐熱性、耐摩耗性等も良好である。
また、本発明の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは特に塗膜とした場合の膜硬度が従来のものに比べ格段に向上している。これは従来の紡錘状の粒子形状とは異なり、球状の粒子形状を有しているため、塗膜中での粒子のパッキング性が向上したためと推測される。
このゾルは、pHほぼ1〜10において安定であり、工業製品として供給されるに充分な安定性も与えることができる。
このゾルは、そのコロイド粒子が負に帯電しているから、他の負帯電のコロイド粒子からなるゾルなどとの混和性が良好であり、例えばシリカゾル、五酸化アンチモンゾル、アニオン性又はノニオン性の界面活性剤、ポリビニルアルコール等の水溶液、アニオン性又はノニオン性の樹脂エマルジョン、水ガラス、リン酸アルミニウム等の水溶液、エチルシリケイトの加水分解液、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤の加水分解液などの如き分散体と安定に混合し得る。
このような性質を有する本発明のゾルは、このゾルを用いて得られるハードコート剤がメガネ用プラスチックレンズ上に硬化膜を形成させ、メガネ用プラスチックレンズの屈折率、染色性、耐薬品性、耐水性、耐湿性、耐光性、耐候性、耐摩耗性等の向上成分として特に有効である。
また、これらの特性を利用してその他種々の用途に用いることができる。
このゾルを有機質の繊維、繊維製品、紙などの表面に適用することによって、これら材料の難燃性、表面滑り防止性、帯電防止性、染色性等を向上させることができる。また、これらのゾルは、セラミックファイバー、ガラスファイバー、セラミックス等の結合剤として用いることができる。更に、各種塗料、各種接着剤等に混入して用いることによって、それらの硬化塗膜の耐水性、耐薬品性、耐光性、耐候性、耐摩耗性、難燃性等を向上させることができる。その他、これらのゾルは、一般に、金属材料、セラミックス材料、ガラス材料、プラスチック材料などの表面処理剤としても用いることができる。更に触媒成分としても有用である。
The sol of stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles surface-modified with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite obtained by the present invention has a colloidal color, and the dried coating film has It exhibits a high refractive index of about 1.8 or more, and has good water resistance, moisture resistance, light resistance, antistatic property, heat resistance, wear resistance and the like.
The sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles obtained by a conventional method has a spindle shape in the sol, and it is difficult to stably exist at a high concentration. In contrast, the sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles of the present invention has a spherical particle shape and can exist stably even at high concentrations.
For example, a sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles obtained by a conventional method has a particle concentration of 47.0% by weight, and a No. B-type viscometer with a 100 cc graduated cylinder. When the viscosity was measured at a rotational speed of 60 rpm with a rotor of No. 1 15c. p. (15 mPa · s).
On the other hand, the sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles of the present invention has a particle concentration of 47.4% by weight and is No. When the viscosity was measured at a rotational speed of 60 rpm with a rotor of No. 1 5.5 c. p. (5.5 mPa · s).
In this way, it can be used as a suitable coating agent at a higher concentration than conventional products, so there are many particles in the coating film, water resistance, moisture resistance, light resistance, antistatic properties, heat resistance, wear resistance, etc. It is good.
Further, the sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles of the present invention has a particularly improved film hardness when used as a coating film compared to the conventional one. Unlike the conventional spindle-shaped particle shape, this is presumed to be due to the improved particle packing property in the coating film because it has a spherical particle shape.
This sol is stable at a pH of approximately 1 to 10, and can also provide sufficient stability to be supplied as an industrial product.
Since this colloidal particle is negatively charged, it has good miscibility with other negatively charged colloidal particles such as silica sol, antimony pentoxide sol, anionic or nonionic. Surfactant, aqueous solution such as polyvinyl alcohol, anionic or nonionic resin emulsion, water glass, aqueous solution such as aluminum phosphate, hydrolyzed solution of ethyl silicate, silane coupling such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane It can be stably mixed with a dispersion such as an agent hydrolyzate.
In the sol of the present invention having such properties, the hard coat agent obtained using this sol forms a cured film on the plastic lens for spectacles, and the refractive index, dyeability, chemical resistance of the plastic lens for spectacles, It is particularly effective as a component for improving water resistance, moisture resistance, light resistance, weather resistance, abrasion resistance and the like.
Moreover, it can use for other various uses using these characteristics.
By applying this sol to the surface of organic fibers, fiber products, paper, etc., the flame retardancy, anti-slip property, antistatic property, dyeability and the like of these materials can be improved. These sols can be used as binders for ceramic fibers, glass fibers, ceramics, and the like. Furthermore, by mixing and using in various paints, various adhesives, etc., the water resistance, chemical resistance, light resistance, weather resistance, abrasion resistance, flame resistance, etc. of those cured coating films can be improved. . In addition, these sols can generally be used as surface treatment agents for metal materials, ceramic materials, glass materials, plastic materials, and the like. It is also useful as a catalyst component.

本発明は、金属スズと有機酸と過酸化水素との反応により得られた酸化第二スズのコロイド粒子と、酸化ジルコニウムのコロイド粒子とが、これらの酸化物の重量に基づいてZrO2/SnO2として0.02〜1.0の比率に結合した構造と4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を核として、その表面が0.1〜100のWO3/SnO2重量比と、0.1〜100のSiO2/SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子からなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜60重量%含む安定なゾルである。このゾルにおいて、原料の酸化第二スズは、有機酸がシュウ酸又はシュウ酸を主成分として含む有機酸を用いて製造されるが、好ましくは、シュウ酸のみを用いて製造される。
上記のシュウ酸を主成分として含む有機酸とは、全有機酸中に80重量%以上のシュウ酸を含む有機酸であり、残部はギ酸、酢酸等の有機酸を含有することができる。
本発明のゾルの製造に用いられる核粒子としての酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子のゾルは、上記(a)工程と(b)工程からなる方法で製造する事ができる。
(a)工程に用いられる酸化第二スズのコロイド粒子は、有機酸水溶液中で過酸化水素水と金属スズをH22/Snモル比が2〜4の範囲を保ち、酸化スズの濃度が40重量%以下になるように反応させ生成した粒子径が4〜50nmの酸化第二スズのコロイド粒子から得ることができる。
即ち、有機酸水溶液中に、過酸化水素水と金属スズをH22/Snモル比が2〜4の範囲に保ちながら添加するものである。過酸化水素水と金属スズはそれらの全量を一度に有機酸水溶液中に添加することもできるが、数回に分け、交互に添加する方法が好ましい。過酸化水素水と金属スズの添加順序に定めはないが、H22/Snモル比が2〜4の範囲に保たれている必要がある。通常は、過酸化水素水と金属スズを添加して、その反応が終了するのを待って次の過酸化水素水と金属スズの添加に移る。1回の反応時間は添加量にもよるが、通常5〜10分程度であり、次の過酸化水素水と金属スズの添加を行う。
The present invention relates to colloidal particles of stannic oxide obtained by reaction of tin metal, organic acid and hydrogen peroxide, and colloidal particles of zirconium oxide based on the weight of these oxides, ZrO 2 / SnO. As a core, WO 3 having a structure bonded at a ratio of 0.02 to 1.0 and colloidal particles of stannic oxide-zirconium oxide composite having a particle diameter of 4 to 50 nm and having a surface of 0.1 to 100 is used. By coating with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite having a / SnO 2 weight ratio, a SiO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 and a particle size of 2-7 nm. A stable sol consisting of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles having a particle diameter of 4.5 to 60 nm and containing 2 to 60% by weight of these total metal oxides A. In this sol, the raw material stannic oxide is manufactured using oxalic acid or an organic acid containing oxalic acid as a main component, but preferably using only oxalic acid.
The organic acid containing oxalic acid as a main component is an organic acid containing 80% by weight or more of oxalic acid in the total organic acid, and the remainder can contain organic acids such as formic acid and acetic acid.
The sol of stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles as the core particles used for the production of the sol of the present invention can be produced by a method comprising the steps (a) and (b).
The colloidal particles of stannic oxide used in the step (a) are a solution of hydrogen peroxide and metal tin in an organic acid aqueous solution with a H 2 O 2 / Sn molar ratio in the range of 2 to 4, and the concentration of tin oxide. Can be obtained from colloidal particles of stannic oxide having a particle diameter of 4 to 50 nm, which is produced by reaction so that the amount is 40% by weight or less.
That is, hydrogen peroxide solution and metallic tin are added to the organic acid aqueous solution while keeping the H 2 O 2 / Sn molar ratio in the range of 2-4. The total amount of hydrogen peroxide solution and tin metal can be added to the organic acid aqueous solution at once, but a method of adding them alternately in several times is preferable. The order of addition of hydrogen peroxide and metal tin is not limited, but the H 2 O 2 / Sn molar ratio must be kept in the range of 2-4. Usually, hydrogen peroxide solution and metal tin are added, and after the reaction is completed, the next hydrogen peroxide solution and metal tin are added. Although the reaction time for one time depends on the amount added, it is usually about 5 to 10 minutes, and the next hydrogen peroxide solution and metal tin are added.

(a)工程に用いられる有機酸と過酸化水素と金属スズの重量割合は、有機酸:過酸化水素:金属スズ=0.21〜0.53:0.57〜1.15:1.0である。
有機酸水溶液は、シュウ酸水溶液又はシュウ酸を主成分として含む有機酸水溶液であるが、好ましくは、シュウ酸水溶液である。シュウ酸を主成分として含む有機酸水溶液とは、全有機酸中で80重量%以上のシュウ酸を含む有機酸の水溶液であり、残部はギ酸、酢酸等の有機酸を含有することができる。これらの有機酸水溶液は濃度1〜30重量%、さらに好ましくは4〜10重量%の範囲で使用することができる。
酸化第二スズゾルの媒体は、水、親水性有機溶媒のいずれでもよいが、媒体が水である水性ゾルが好ましい。また、ゾルのpHとしては、ゾルを安定ならしめる値がよく、通常、0.2〜11程度がよい。本発明の目的が達成される限り、酸化第二スズゾルには、任意の成分、例えば、ゾルの安定化のためのアルカリ性物質、酸性物質、オキシカルボン酸等が含まれていてもよい。用いられる酸化第二スズゾルの濃度としては、酸化第二スズとして0.5〜50重量%程度であるが、この濃度は低い方がよく、好ましくは1〜30重量%である。
(A) The weight ratio of the organic acid, hydrogen peroxide, and metal tin used in the step is organic acid: hydrogen peroxide: metal tin = 0.21 to 0.53: 0.57 to 1.15: 1.0. It is.
The organic acid aqueous solution is an oxalic acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution containing oxalic acid as a main component, and is preferably an oxalic acid aqueous solution. The organic acid aqueous solution containing oxalic acid as a main component is an aqueous solution of an organic acid containing 80% by weight or more of oxalic acid in the total organic acid, and the balance can contain organic acids such as formic acid and acetic acid. These organic acid aqueous solutions can be used in a concentration range of 1 to 30% by weight, more preferably 4 to 10% by weight.
The medium of the stannic oxide sol may be either water or a hydrophilic organic solvent, but an aqueous sol in which the medium is water is preferable. Further, the pH of the sol is good for stabilizing the sol, and is usually about 0.2 to 11. As long as the object of the present invention is achieved, the stannic oxide sol may contain an optional component, for example, an alkaline substance, an acidic substance, an oxycarboxylic acid and the like for stabilizing the sol. The concentration of the stannic oxide sol used is about 0.5 to 50% by weight as stannic oxide, but this concentration is preferably low, and preferably 1 to 30% by weight.

酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルは、上記酸化第二スズゾルにオキシジルコニウム塩をZrO2/SnO2重量比が0.02〜1.0になるように0〜100℃で0.5〜3時間混合する(b)工程、次いでこれを60〜200℃、0.1〜50時間加熱する(c)工程により得ることができる。
用いるオキシジルコニウム塩としては、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム、オキシ酢酸ジルコニウムなどのオキシ有機酸ジルコニウム、オキシ炭酸ジルコニウム等がある。これらのオキシジルコニウム塩は固体又は水溶液として用いることができるが、ZrO2として0.5〜50重量%程度の水溶液として用
いるのが好ましい。オキシ炭酸ジルコニウムのように、水に不溶の塩も混合する酸化第二スズが酸性ゾルの場合は使用することが可能である。
酸化第二スズゾルは特にアミンなどの有機塩基で安定化されたアルカリ性のゾルを用いるのが特に好ましく、オキシジルコニウム塩との混合は0〜100℃、好ましくは室温〜60℃が好ましい。そしてこの混合は撹拌下で酸化第二スズゾルにオキシジルコニウム塩を加えても、オキシジルコニウム塩水溶液に酸化第二スズゾルを加えてもよいが、後者の方が好ましい。この混合は充分行われる必要があり、0.5〜3時間が好ましい。
The aqueous sol of stannic oxide-zirconium oxide is 0.5 to 0 to 100 ° C. so that the weight ratio of ZrO 2 / SnO 2 is 0.02 to 1.0. It can be obtained by (b) step of mixing for 3 hours and then (c) step of heating at 60 to 200 ° C. for 0.1 to 50 hours.
Examples of the oxyzirconium salt used include zirconium oxychloride, zirconium oxynitrate, zirconium oxysulfate, zirconium oxyacetate, zirconium oxyorganic acid, zirconium oxycarbonate, and the like. These oxyzirconium salts can be used as a solid or an aqueous solution, but are preferably used as an aqueous solution of about 0.5 to 50% by weight as ZrO 2 . It can be used in the case where the stannic oxide that mixes a salt insoluble in water, such as zirconium oxycarbonate, is an acidic sol.
As the stannic oxide sol, it is particularly preferable to use an alkaline sol stabilized with an organic base such as an amine, and mixing with the oxyzirconium salt is preferably 0 to 100 ° C., preferably room temperature to 60 ° C. In this mixing, the oxyzirconium salt may be added to the stannic oxide sol under stirring, or the stannic oxide sol may be added to the aqueous oxyzirconium salt solution, but the latter is preferred. This mixing needs to be carried out sufficiently and is preferably 0.5 to 3 hours.

本発明の被覆ゾルとして用いられ、(d)工程で得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルに含まれるWO3、SnO2及びSiO2複合体コロイド粒子
は、電子顕微鏡によって粒子径を観測することができ、その粒子径は1〜50nm、好ましくは2〜7nm、特に好ましくは2〜5nmである。このゾルのコロイド粒子の分散溶媒としては、水、親水性有機溶媒のいずれも可能である。このゾルは、WO3、SnO2及びSiO2をWO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比とし
て0.1〜100の比率に含有する。このゾルに含まれるWO3、SnO2及びSiO2
合計の濃度は、通常40重量%以下、実用上好ましくは2重量%以上、好ましくは5〜30重量%である。このゾルは、1〜9のpHを示し、無色透明乃至僅かにコロイド色を有する液である。そして、室温では3ケ月以上、60℃でも1ケ月以上安定であり、このゾル中に沈降物が生成することがなく、また、このゾルが増粘したり、ゲル化を起すような
ことはない。
(d)工程で得られる酸化タングステン(WO3)、酸化第二スズ(SnO2)及び二酸化珪素(SiO2)の複合体コロイド粒子を含有することを特徴とする安定な酸化タング
ステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルの製造方法は、
(d−1)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸塩をWO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有した水溶液を調製する工程、及び
(d−2)工程:(d−1)工程で得られた水溶液中に存在する陽イオンを除去する工程からなる。
(d−1)工程で用いられるタングステン酸塩、スズ酸塩および珪酸塩の例としては、アルカリ金属、アンモニウム、アミン等のタングステン酸塩、スズ酸塩および珪酸塩等が挙げられる。これらアルカリ金属、アンモニウム及びアミンの好ましい例としては、Li、Na、K、Rb、Cs、NH4、エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミ
ン、n−プロピルアミン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン等のアルキルアミン;ベンジルアミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂環式アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンが挙げられる。特に、タングステン酸ナトリウム(Na2WO4・2H2O)、スズ酸ナト
リウム(Na2SnO3・3H2O)及び珪酸ナトリウム(水ガラス)が好ましい。また、
酸化タングステン、タングステン酸、スズ酸、珪酸等をアルカリ金属水酸化物の水溶液に溶解したものも使用することが出来る。また珪酸塩として活性珪酸にエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン等のアルキルアミンを添加して得られるアミンシリケートや第4級アンモニウムシリケートも使用する事ができる。
(d−1)工程の水溶液の調製方法としては、タングステン酸塩、スズ酸塩、珪酸塩の各粉末を水に溶解させ水溶液を調製する方法や、タングステン酸塩水溶液、スズ酸塩水溶液、及び珪酸塩水溶液を混合して水溶液を調製する方法や、タングステン酸塩とスズ酸塩の粉末及び珪酸塩の水溶液を水に添加して水溶液を調製する方法等が挙げられる。
(d)工程のゾルの製造に用いられるタングステン酸塩の水溶液としては、WO3の濃
度が0.1〜15重量%のものが好ましいが、これ以上の濃度のものも使用可能である。
(d)工程のゾルの製造に用いられるスズ酸塩の水溶液としては、SnO2の濃度が0
.1〜30重量%程度のものが好ましいが、これ以上の濃度のものも使用可能である。
本発明のゾルの製造に用いられる珪酸塩の水溶液としては、SiO2の濃度が0.1〜
30重量%程度のものが好ましいが、これ以上の濃度のものも使用可能である。
(d−1)工程での水溶液の調製は攪拌下で、室温〜100℃、好ましくは、室温〜60℃位で行うのがよい。混合すべき水溶液は、WO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比として0.1〜100が好ましい。
(d−2)工程では(d−1)工程で得られた水溶液中に存在する陽イオンを除去する工程である。脱陽イオン処理の方法としては水素型イオン交換体と接触させる方法や塩析により行うことができる。ここで用いられる水素型陽イオン交換体は、通常用いられるものであり、市販品の水素型陽イオン交換樹脂を都合良く用いることが出来る。
(d−1)工程及び(d−2)工程を経て得られた水性ゾルは、濃度が低いときには所望に応じ、この水性ゾルを通常の濃縮方法、例えば、蒸発法、限外濾過法等により、ゾルの濃度を高めることができる。特に、限外濾過法が好ましい。この濃縮においても、ゾルの温度は約100℃以下、特に60℃以下に保つことが好ましい。
(d)工程の水性ゾルの水を親水性有機溶媒で置換することによりオルガノゾルと呼ばれる親水性有機溶媒ゾルが得られる。
(d)工程で得られた酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルは、酸化第二スズと酸化タングステンと二酸化珪素が原子レベルで均一に複合(固溶)して得られた酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素からなる複合体粒子を含有する。従って、酸化タングステンゾル、酸化第二スズゾル及び二酸化珪素ゾルの3種のゾルを単に混
合して得られるものではない。
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素の複合体ゾルは、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素の複合体粒子が固溶体を形成している為に、溶媒置換によっても酸化タングステン粒子、酸化第二スズ粒子及び二酸化珪素粒子に分解する事はない。
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素の複合体ゾルは、酸化タングステン−酸化第二スズの複合体ゾルに比べ、基材に被覆して被膜を形成した際に、耐水性、耐湿性、及び耐候性が向上する。
(d)工程で得られたゾル中のWO3/SnO2重量比が0.1未満では、不安定であり、また、この重量比が100を越えると、やはりゾルは安定性を示さない。高いpHの水性ゾルから上記オルガノゾルをつくる際に加えられるオキシカルボン酸も、ゾルの安定化に貢献するが、その添加量がゾル中のWO3、SnO2及びSiO2の合計に対し30重量
%以上と多いと、このようなゾルを用いて得られる乾燥塗膜の耐水性が低下する。用いられるオキシカルボン酸の例としては、乳酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、グリコール等が挙げられる。また、アルカリ成分としては、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属水酸化物、NH4、エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルア
ミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン;ベンジルアミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂環式アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等が挙げられる。これらの2種類以上を混合して含有することもできる。また、これらを上記の酸性成分と併用することもできる。ゾル中のアルカリ金属、アンモニウム、アミン、オキシカルボン酸等の量に対応して、そのゾルのpHが変わる。ゾルのpHが1未満ではゾルは不安定であり、pHが9を越えると、酸化タングステン、酸化第二スズおよび二酸化珪素の複合体コロイド粒子が液中で溶解し易い。ゾル中のWO3、Sn
2及びSiO2の合計濃度が40重量%以上であると、ゾルはやはり安定性に乏しい。この濃度が薄すぎると非実用的であり、工業製品として好ましい濃度は5〜30重量%である。
濃縮法として限外濾過法を用いると、ゾル中に共存しているポリアニオン、極微小粒子等が水と一緒に限外濾過膜を通過するので、ゾルの不安定化の原因であるこれらポリアニオン、極微小粒子等をゾルから除去することができる。
The WO 3 , SnO 2 and SiO 2 composite colloidal particles used as the coating sol of the present invention and contained in the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol obtained in step (d) The diameter can be observed, and the particle diameter is 1 to 50 nm, preferably 2 to 7 nm, particularly preferably 2 to 5 nm. The dispersion solvent for the sol colloidal particles can be either water or a hydrophilic organic solvent. This sol contains WO 3 , SnO 2 and SiO 2 in a ratio of 0.1 to 100 as a WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1 to 100 as a SiO 2 / SnO 2 weight ratio. The total concentration of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 contained in this sol is usually 40% by weight or less, preferably 2% by weight or more, and preferably 5 to 30% by weight in practice. This sol is a liquid having a pH of 1 to 9 and having a colorless and transparent or slightly colloidal color. It is stable for 3 months or more at room temperature, and stable for 1 month or more at 60 ° C., and no precipitate is generated in the sol, and the sol does not thicken or cause gelation. .
(D) A stable tungsten oxide-secondary oxide characterized by containing composite colloidal particles of tungsten oxide (WO 3 ), stannic oxide (SnO 2 ), and silicon dioxide (SiO 2 ) obtained in the step (d). The method for producing the tin-silicon dioxide composite sol is:
(D-1) Step: Tungstate, stannate and silicate were contained in a ratio of 0.1 to 100 as a WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1 to 100 as a SiO 2 / SnO 2 weight ratio. A step of preparing an aqueous solution, and a step (d-2): a step of removing cations present in the aqueous solution obtained in the step (d-1).
Examples of tungstates, stannates and silicates used in step (d-1) include tungstates such as alkali metals, ammonium and amine, stannates and silicates. Preferred examples of these alkali metals, ammonium and amine include Li, Na, K, Rb, Cs, NH 4 , ethylamine, triethylamine, isopropylamine, n-propylamine, isobutylamine, diisobutylamine, di (2-ethylhexyl). Examples include alkylamines such as amines; aralkylamines such as benzylamine; alicyclic amines such as piperidine; alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine. In particular, sodium tungstate (Na 2 WO 4 .2H 2 O), sodium stannate (Na 2 SnO 3 .3H 2 O) and sodium silicate (water glass) are preferable. Also,
A solution in which tungsten oxide, tungstic acid, stannic acid, silicic acid, or the like is dissolved in an aqueous solution of an alkali metal hydroxide can also be used. Moreover, amine silicates and quaternary ammonium silicates obtained by adding alkylamines such as ethylamine, triethylamine, isopropylamine, n-propylamine, isobutylamine, diisobutylamine, di (2-ethylhexyl) amine to active silicic acid as silicates. Can also be used.
(D-1) As the preparation method of the aqueous solution in the step, a method of preparing an aqueous solution by dissolving each powder of tungstate, stannate, and silicate in water, an aqueous solution of tungstate, an aqueous solution of stannate, and Examples thereof include a method of preparing an aqueous solution by mixing a silicate aqueous solution, a method of preparing an aqueous solution by adding a tungstate and stannate powder, and an aqueous solution of silicate to water.
As the aqueous solution of tungstate used for the production of the sol in the step (d), a WO 3 concentration of 0.1 to 15% by weight is preferable, but a concentration higher than this can also be used.
(D) As the aqueous solution of stannate used for the production of the sol in the step, the SnO 2 concentration is 0.
. Although the thing of about 1 to 30 weight% is preferable, the thing of the density | concentration beyond this can also be used.
As an aqueous solution of silicate used for the production of the sol of the present invention, the concentration of SiO 2 is 0.1 to 0.1.
A concentration of about 30% by weight is preferable, but a concentration higher than this can also be used.
Preparation of the aqueous solution in the step (d-1) is preferably performed at room temperature to 100 ° C., preferably at room temperature to about 60 ° C. with stirring. The aqueous solution to be mixed preferably has a WO 3 / SnO 2 weight ratio of 0.1 to 100 and a SiO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.1 to 100.
Step (d-2) is a step of removing cations present in the aqueous solution obtained in step (d-1). As a method of decation treatment, a method of contacting with a hydrogen ion exchanger or salting out can be performed. The hydrogen-type cation exchanger used here is usually used, and a commercially available hydrogen-type cation exchange resin can be conveniently used.
When the concentration of the aqueous sol obtained through the steps (d-1) and (d-2) is low, the aqueous sol is subjected to an ordinary concentration method, for example, an evaporation method, an ultrafiltration method, or the like, if desired. The sol concentration can be increased. In particular, the ultrafiltration method is preferable. Also in this concentration, the temperature of the sol is preferably kept at about 100 ° C. or less, particularly 60 ° C. or less.
By replacing the water in the aqueous sol in step (d) with a hydrophilic organic solvent, a hydrophilic organic solvent sol called an organosol is obtained.
The tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol obtained in the step (d) is an oxidation obtained by uniformly combining (solid solution) stannic oxide, tungsten oxide and silicon dioxide at the atomic level. It contains composite particles composed of tungsten-stannic oxide-silicon dioxide. Therefore, it cannot be obtained by simply mixing three kinds of sols of tungsten oxide sol, stannic oxide sol and silicon dioxide sol.
The composite sol of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide has a solid solution formed by the composite particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide. There is no decomposition into stannic particles and silicon dioxide particles.
Compared to the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol, the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol has water resistance, moisture resistance, and Weather resistance is improved.
If the WO 3 / SnO 2 weight ratio in the sol obtained in the step (d) is less than 0.1, the sol is unstable, and if this weight ratio exceeds 100, the sol also does not exhibit stability. The oxycarboxylic acid added when making the organosol from the aqueous sol having a high pH also contributes to the stabilization of the sol, but the amount added is 30% by weight with respect to the total of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 in the sol. When it is more than the above, the water resistance of the dried coating film obtained using such a sol is lowered. Examples of the oxycarboxylic acid used include lactic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, malic acid, glycol and the like. Examples of the alkali component include alkali metal hydroxides such as Li, Na, K, Rb, and Cs, alkylamines such as NH 4 , ethylamine, triethylamine, isopropylamine, and n-propylamine; aralkylamines such as benzylamine; Examples include alicyclic amines such as piperidine; alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine. Two or more of these may be mixed and contained. Moreover, these can also be used together with said acidic component. The pH of the sol changes according to the amount of alkali metal, ammonium, amine, oxycarboxylic acid, etc. in the sol. When the pH of the sol is less than 1, the sol is unstable. When the pH exceeds 9, the composite colloidal particles of tungsten oxide, stannic oxide and silicon dioxide are easily dissolved in the liquid. WO 3 and Sn in sol
If the total concentration of O 2 and SiO 2 is 40% by weight or more, the sol is still poor in stability. If this concentration is too thin, it is impractical and the preferred concentration for industrial products is 5 to 30% by weight.
When the ultrafiltration method is used as the concentration method, polyanions coexisting in the sol, ultrafine particles, etc. pass through the ultrafiltration membrane together with water, so these polyanions that cause destabilization of the sol, Very fine particles and the like can be removed from the sol.

(e)工程は、(c)工程で得られた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに含まれるZrO2とSnO2の合計として100重量部と、(d)工程で得られた2〜7nmの粒子径と0.1〜100のWO3/SnO2重量比と0.1〜100のSiO2/SnO2重量比を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを、これに含まれるWO3とSnO2とSiO2の合計として2〜100重量部の比率に0〜1
00℃で混合する工程である。
(e)工程により、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルのコロイド粒子を酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルのコロイド粒子表面に結合させて、当該表面を上記酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆することにより、そのコロイド粒子を核としてその表面が酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体の性質を有するように変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子を生成させることができ、そしてこの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子が液媒体に安定に分散したゾルとして得ることができる。
(e)工程では、(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合ゾルと、(c)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾルを混合した後、更にアミンで安定化した活性ケイ酸を添加して1〜3時間攪拌することにより、(e)工程の複合体コロイド粒子が液媒体に分散したゾルとすることもできる。アミンで安定化した活性ケイ酸は、例えばケイ酸ソーダを陽イオン交換した後に、以下に例示されるアミンを添加して得られる。そのアミンは例えばエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン、ジイソブチルアミン等のアルキルアミン;ベンジル
アミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂環式アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンが例示され、好ましくはジイソブチルアミン等のアルキルアミンが例示される。
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子によって変性されたこれらの酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは、この酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾルをその金属酸化物(ZrO2+SnO2)として100重量部と、上記酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルをこのゾルのWO3、SnO2及びSiO2の合計として2〜100重量部の比率に、好ましくは強撹拌
下に混合する(e)工程、次いでこの混合ゾルからゾル中の陰イオンを除去する工程(f)工程により得られる。
上記(e)工程の混合によって得られたゾル中の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子は、電子顕微鏡によって観察することができ、ほぼ4.5〜60nmの粒子径を有する。上記混合によって得られたゾルはpHほぼ1〜9を有しているが、改質のために用いたオキシジルコニウム塩に由来するCl-、NO2-、CH3COO-
などのアニオンを多く含有しているために、コロイド粒子はミクロ凝集を起こしており、ゾルの透明性が低くなっている。
上記混合によって得られたゾル中のアニオンを(f)工程の陰イオンを除去することにより、透明性の良い、安定な変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子のゾルを得ることができる。
The step (e) is obtained in the step (d) with 100 parts by weight of the stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (c) as the total of ZrO 2 and SnO 2 contained therein. Tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol having a particle size of 2-7 nm, a WO 3 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 and a SiO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 In a ratio of 2 to 100 parts by weight as a total of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 contained therein.
It is a process of mixing at 00 ° C.
In step (e), the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol colloidal particles are bonded to the colloidal particle surface of the aqueous stannic oxide-zirconium oxide composite sol, and the surface is bonded to the tungsten oxide- By coating with colloidal particles of stannic oxide-silicon dioxide composite, the surface of the colloidal particles is modified to have the properties of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite with the colloidal particles as nuclei. Distinous-zirconium oxide composite colloidal particles can be produced, and the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles can be obtained as a sol stably dispersed in a liquid medium.
In the step (e), the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in the step (d) and the stannic oxide-zirconium oxide composite sol prepared in the step (c) are mixed, and then an amine. By adding the activated silicic acid stabilized in step 1 and stirring for 1 to 3 hours, a sol in which the composite colloidal particles in step (e) are dispersed in a liquid medium can be obtained. The active silicic acid stabilized with amine is obtained, for example, by cation exchange of sodium silicate and then adding an amine exemplified below. Examples of the amine include alkylamines such as ethylamine, triethylamine, isopropylamine, n-propylamine and diisobutylamine; aralkylamines such as benzylamine; alicyclic amines such as piperidine; alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine. An alkylamine such as diisobutylamine is preferably exemplified.
These stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particle sols modified by colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composites are obtained by converting the stannic oxide-zirconium oxide composite sol into 100 parts by weight as a metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 ) and 2 to 100 parts by weight of the above-mentioned tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol as a total of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 of this sol The ratio is preferably obtained by the step (e) of mixing with strong stirring, and then the step (f) of removing the anions in the sol from the mixed sol.
The modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles in the sol obtained by mixing in the step (e) can be observed with an electron microscope and have a particle diameter of approximately 4.5 to 60 nm. . The sol obtained by the above mixing has a pH of about 1 to 9, but Cl—, NO 2 —, CH 3 COO— derived from the oxyzirconium salt used for the modification.
The colloidal particles are micro-aggregated due to a large amount of anions such as, and the transparency of the sol is low.
By removing the anion in step (f) from the anion in the sol obtained by the above mixing, a sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles having good transparency is obtained. Can do.

(f)工程の陰イオン除去は上記混合によって得られたゾルを水酸基型陰イオン交換樹脂で100℃以下、好ましくは室温〜60℃位の温度で処理することにより得られる。水酸基型陰イオン交換樹脂は市販品を用いることができるが、アンバーライトIRA−410のような強塩基型のものが好ましい。
(f)工程の水酸基型陰イオン交換樹脂による処理は(e)工程での混合によって得られたゾルの金属酸化物濃度が1〜10重量%で行うのが特に好ましい。
(a)〜(f)工程により得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾルの濃度を更に高めたいときには、最大約50重量%まで常法、例えば蒸発法、限外濾過法等により濃縮することができる。またこのゾルのpHを調整したい時には、濃縮後に、前記アルカリ金属、アンモニウム等の水酸化物、前記アミン、オキシカルボン酸等をゾルに加えることができる。特に、上記金属酸化物(ZrO2+SnO2)と(WO3+Sn
2+SiO2)の合計濃度が10〜50重量%であるゾルは実用的に好ましい。
(f)工程より得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル中のコロイド粒子は、エチルシリケート、メチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン化合物又はその加水分解物で、部分的に又は全面的に表面を被覆する事ができる。
上記混合によって得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾルが水性ゾルであるときは、この水性ゾルの水媒体を親水性有機溶媒で置換することによりオルガノゾルが得られる。この置換は、蒸留法、限外濾過法等通常の方法により行うことができる。この親水性有機溶媒の例としてはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;ジメチルホルムアミド、N,N'−ジメチルアセト
アミド等の直鎖アミド類;N−メチル−2−ピロリドン等の環状アミド類;エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール等のグリコール類等が挙げられる。
上記水と親水性有機溶媒との置換は、通常の方法、例えば、蒸留置換法、限外濾過法等によって容易に行うことができる。
The anion removal in the step (f) is obtained by treating the sol obtained by the above mixing with a hydroxyl group type anion exchange resin at a temperature of 100 ° C. or lower, preferably room temperature to about 60 ° C. A commercially available product can be used as the hydroxyl type anion exchange resin, but a strong base type such as Amberlite IRA-410 is preferred.
The treatment with the hydroxyl group anion exchange resin in the step (f) is particularly preferably carried out at a metal oxide concentration of 1 to 10% by weight of the sol obtained by mixing in the step (e).
When it is desired to further increase the concentration of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol obtained by the steps (a) to (f), a conventional method such as an evaporation method or an ultrafiltration method is used up to about 50% by weight. It can be concentrated by, for example. When it is desired to adjust the pH of the sol, the alkali metal, hydroxide such as ammonium, amine, oxycarboxylic acid or the like can be added to the sol after concentration. In particular, the metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 ) and (WO 3 + Sn)
A sol having a total concentration of O 2 + SiO 2 ) of 10 to 50% by weight is practically preferable.
The colloidal particles in the modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol obtained in the step (f) are silane compounds such as ethyl silicate, methyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, or the like The surface can be partially or fully coated with the hydrolyzate.
When the modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol obtained by the above mixing is an aqueous sol, an organosol can be obtained by replacing the aqueous medium of the aqueous sol with a hydrophilic organic solvent. This substitution can be performed by a usual method such as a distillation method or an ultrafiltration method. Examples of the hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol; linear amides such as dimethylformamide and N, N′-dimethylacetamide; cyclic amides such as N-methyl-2-pyrrolidone And glycols such as ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol.
The replacement of the water with the hydrophilic organic solvent can be easily performed by a usual method such as a distillation replacement method or an ultrafiltration method.

本発明による酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子によって表面が被覆された変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子はゾル中で負に帯電している。上記酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子は
陽に帯電しており、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子は負に帯電している。従って、(e)工程の混合によりこの陽に帯電している酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子の周りに負に帯電している酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子が電気的に引き寄せられ、そして陽帯電のコロイド粒子表面上に化学結合によって酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子が結合し、この陽帯電の粒子を核としてその表面を酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体が覆ってしまうことによって、変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子が生成したものと考えられる。
けれども、核ゾルとしての粒子径4〜50nmの酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子と、被覆ゾルとしての酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子とを混合するときに、核ゾルの金属酸化物(ZrO2とSnO2)100重量部に対し、被覆ゾルの金属酸化物(WO3+SnO2+SiO2)の合計量が2重量部よ
り少ないと、安定なゾルが得られない。このことは、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子の量が不足するときには、この複合体のコロイド粒子による酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を核とするその表面の被覆が不充分となり、生成コロイド粒子の凝集が起こり易く、生成ゾルを不安定ならしめるものと考えられる。従って、混合すべき酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子の量は、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子の全表面を覆う量より少なくてもよいが、安定な変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子のゾルを生成せしめるに必要な最小量以上の量である。この表面被覆に用いられる量を越える量の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子が上記混合に用いられたときには、得られたゾルは、酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子のゾルと、生じた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子のゾルの安定な混合ゾルに過ぎない。
好ましくは、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子をその表面被覆によって変性するには、用いられる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子の量は、核ゾルの金属酸化物(ZrO2+SnO2)100重量部に対し、被覆ゾル中の金属酸化物(WO3+SnO2+SiO2)の合計として100重量部以下がよい
The modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles whose surfaces are coated with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite according to the present invention are negatively charged in the sol. The stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles are positively charged, and the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles are negatively charged. Accordingly, a colloid of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite that is negatively charged around the positively charged stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles by mixing in step (e). The particles are attracted electrically, and colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide complex are bonded to the surface of the positively charged colloidal particles by chemical bonds. It is considered that the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles were formed by covering the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite.
However, when mixing stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles having a particle diameter of 4 to 50 nm as a core sol and tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles as a coating sol, When the total amount of metal oxides (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) in the coating sol is less than 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide (ZrO 2 and SnO 2 ) in the core sol, a stable sol can be obtained. Absent. This means that when the amount of colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite is insufficient, the surface of the composite with colloidal particles of stannic oxide-zirconium oxide as the core It is considered that the resulting coating is insufficient, the resulting colloidal particles tend to aggregate and the resulting sol becomes unstable. Accordingly, the amount of the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles to be mixed may be less than the amount covering the entire surface of the stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles, The amount of the stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles is not less than the minimum amount necessary to form a sol. When an amount of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles exceeding the amount used for the surface coating is used for the above mixing, the resulting sol is tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide. It is just a stable mixed sol of the composite colloidal particle sol and the resulting modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particle sol.
Preferably, to modify the stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles by its surface coating, the amount of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles used depends on the metal oxidation of the core sol. The total amount of metal oxides (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) in the coating sol is preferably 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the product (ZrO 2 + SnO 2 ).

本発明による変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの好ましいゾルは、pH3〜11を有し、pHが3より低いと不安定となり易い。また、このpHが11を越えると、変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を覆っている酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体が液中に溶解し易い。更に変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子のゾル中の上記金属酸化物(ZrO2+Sn
2)と(WO3+SnO2+SiO2)の合計濃度が60重量%を越えるときにも、このようなゾルは不安定となり易い。工業製品として好ましい濃度は10〜50重量%程度である。
酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド粒子は高温で加水分解を受け易いことから、(e)工程の混合、(f)工程の陰イオン交換および(f)工程後の濃縮、pH調整、溶媒置換等の際には100℃以下が好ましい。
Preferred sols of modified stannic oxide-zirconium oxide according to the present invention have a pH of 3-11 and are prone to instability when the pH is lower than 3. When this pH exceeds 11, the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite covering the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles is easily dissolved in the liquid. Further, the metal oxide (ZrO 2 + Sn) in the sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles is used.
Such sols also tend to be unstable when the total concentration of O 2 ) and (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) exceeds 60% by weight. A preferable concentration for industrial products is about 10 to 50% by weight.
Since the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloidal particles are susceptible to hydrolysis at high temperatures, mixing in (e) step, (f) anion exchange in step, and (f) concentration after step, pH In the case of adjustment, solvent substitution, etc., 100 ° C. or lower is preferable.

実施例1
(a)工程
シュウ酸((COOH)2・2H2O)37.5kgを純水220kgに溶解し、これを500Lの容器にとり、攪拌下で70℃まで加温し、35%過酸化水素水150kgと金属スズ(山石金属社製 AT−SNNO200N)75kgを添加した。
過酸化水素水と金属スズの添加は交互に行った。初めに35%過酸化水素水10kgを次いで金属スズ5kgを添加した。反応が終了するのを待って(5〜10分)この操作を繰
り返した。添加に要した時間は2.5時間で、添加終了後、更に90℃で1時間加熱し、反応を終了させた。過酸化水素水と金属スズのモル比はH22/Snとして2.48であった。
得られた酸化スズゾルは非常に透明性が良好であった。この酸化スズゾルの収量は、352kgで比重1.312、pH1.49、粘度44cp、SnO2は26.1重量%であ
った。
得られたゾルを電子顕微鏡で観察したところ、10〜15nmの球状の分散性の良い粒子であった。このゾルは放置によりやや増粘傾向を示したが、室温6ヶ月放置ではゲル化は認められず安定であった。
得られたゾル230kgを純水にてSnO2として5重量%に希釈し、イソプロピルアミ
ンを3kg添加し、陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、ついで90℃で1時間加熱熟成し、さらに陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、アルカリ性の酸化スズゾル1431kgを得た。
得られたゾル400kgを140℃で5時間加熱処理した。
(b)工程
オキシ塩化ジルコニウム水溶液(ZrO2濃度は18.4重量%であり、ZrO2として160g含有する。)870gに純水1kgを添加し、ついで撹拌下で、室温において、(a)工程で得られたアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル25.7kg(SnO2として
1068g)を添加した。混合液はZrO2/SnO2の重量比が0.15でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
(c)工程
(b)工程で調製した混合液を撹拌下で、90℃において5時間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル27.6kgを得た。このゾルはSnO2
して3.37重量%、ZrO2として0.50重量%、SnO2+ZrO2として3.87
重量%でコロイド色を有するが、透明性は良好であった。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有する。)207gを水2650gに溶
解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として74重量%含有する)60.8gおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として55重
量%含有する)81.8gを溶解する。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.1、WO3として1.3重量%、SnO2として1.3重量%、SiO2として1.7重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量比1.33、粒子径2.5nmであった。)3450gを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル3450g(WO3+SnO2+SiO2として150gを含有する。)の撹拌下に、室温で(c
)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル12200g(ZrO2+SnO2として500g含有する。)を20分で添加し、更に30分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3+SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2))が0.30であり、全金属酸化物の濃度が4.2重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液15650gにジイソブチルアミンを11.0g添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに室温で通液し、次いで80〜90℃で1時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)19680gを得た。このゾルは全金属酸化物濃
度3.3重量%、pH10.64で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2641gを得た。このゾルは全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)の濃度が24.6重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2641gの撹拌下に、室温で酒石酸6.5g、ジイソブチルアミン9.8g、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応フラスコ内で常圧下において、メタノール24リットルを少しずつ加えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル1620gを得た。このゾルは比重1.244、pH6.78(水との等重量混合物)、粘度1.3mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度40.5重量%、水分0.59重量%であり、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このゾルを全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度として、47重量%まで濃縮したものを、100ccのメスシリンダーに入れ、B型粘度計のNo.1ローターを用い60rpmの回転数で測定した粘度は、
6.5mPa・sであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった。
Example 1
(A) Process 37.5 kg of oxalic acid ((COOH) 2 · 2H 2 O) was dissolved in 220 kg of pure water, and this was taken up in a 500 L container, heated to 70 ° C. with stirring, and 35% hydrogen peroxide solution 150 kg and 75 kg of metal tin (AT-SNNO200N manufactured by Yamaishi Metal Co., Ltd.) were added.
Hydrogen peroxide solution and metallic tin were added alternately. First, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was added, and then 5 kg of metallic tin. This operation was repeated after the reaction was completed (5 to 10 minutes). The time required for the addition was 2.5 hours. After the addition was completed, the reaction was further completed by heating at 90 ° C. for 1 hour. The molar ratio of the hydrogen peroxide solution and metal tin was 2.48 as H 2 O 2 / Sn.
The obtained tin oxide sol had very good transparency. The yield of this tin oxide sol was 352 kg, specific gravity 1.312, pH 1.49, viscosity 44 cp, and SnO 2 26.1 wt%.
When the obtained sol was observed with an electron microscope, it was 10 to 15 nm spherical particles with good dispersibility. Although this sol showed a tendency to thicken slightly upon standing, gelation was not observed after standing at room temperature for 6 months and was stable.
230 kg of the obtained sol was diluted to 5% by weight as SnO 2 with pure water, 3 kg of isopropylamine was added, and the solution was passed through a column filled with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410), and then 90 ° C. And then passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410) to obtain 1431 kg of an alkaline tin oxide sol.
400 kg of the obtained sol was heat-treated at 140 ° C. for 5 hours.
(B) Step Zirconium oxychloride aqueous solution (ZrO 2 concentration is 18.4% by weight and contains 160 g as ZrO 2 ) 1 kg of pure water is added to 870 g, and then at room temperature under stirring, step (a) 25.7 kg of alkaline stannic oxide aqueous sol obtained in (1068 g as SnO 2 ) was added. The mixture was a sol having a colloidal color with a ZrO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.15 and a good transparency.
Step (c) The mixed solution prepared in Step (b) was heated at 90 ° C. for 5 hours under stirring to obtain 27.6 kg of a stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol. The sol had 3.37% by weight SnO 2, 0.50% by weight as ZrO 2, as SnO 2 + ZrO 2 3.87
Although it has a colloidal color by weight%, the transparency was good.
(D) Step 3 207 g of No. 3 silica (containing 29.0 wt% as SiO 2 ) is dissolved in 2650 g of water, and then sodium tungstate Na 2 WO 4 · 2H 2 O (containing 74 wt% as WO 3 ) 60.8 g) and 81.8 g of sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (containing 55% by weight as SnO 2 ) are dissolved. Then, this was passed through a column of a hydrogen type cation exchange resin (Amberlite IR-120B), whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.1, 1.3 wt% as WO 3) SnO 2 containing 1.3 wt%, SiO 2 containing 1.7 wt%, WO 3 / SnO 2 weight ratio 1.0, SiO 2 / SnO 2 weight ratio 1.33, particle diameter 2.5 nm 3450 g was obtained.
(E) Step Under stirring of 3450 g of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in step (d) (containing 150 g as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) at room temperature (c
) 12200 g of stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol prepared in step (containing 500 g as ZrO 2 + SnO 2 ) was added in 20 minutes, and stirring was further continued for 30 minutes. The obtained mixed solution was a weight ratio of (stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) to tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 )) ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 )) was 0.30, the concentration of all metal oxides was 4.2% by weight, and a tendency toward cloudiness due to micro-aggregation of colloidal particles was exhibited.
(F) Step 11.0 g of diisobutylamine is added to 15650 g of the mixed solution obtained in the step (e), and the mixture is passed through a column packed with a hydroxyl type anion exchange resin (Amberlite IRA-410) at room temperature. 19680 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by heating and aging at ˜90 ° C. for 1 hour. This sol had a total metal oxide concentration of 3.3% by weight and a pH of 10.64, had a colloidal color, but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at room temperature with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000. 2641 g of modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. This sol was stable with a concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) of 24.6% by weight.
Under stirring of 2641 g of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, at room temperature, 6.5 g of tartaric acid, 9.8 g of diisobutylamine, an antifoaming agent (San Nopco's SN deformer 483) One drop was added and stirred for 1 hour. Modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol in which water in the aqueous sol was replaced with methanol by distilling off water while adding 24 liters of methanol little by little in a reaction flask equipped with a stirrer under normal pressure. 1620 g of sol was obtained. This sol has a specific gravity of 1.244, a pH of 6.78 (equal mixture with water), a viscosity of 1.3 mPa · s, a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 40.5% by weight, and a water content of 0 The particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
The sol was concentrated to 47% by weight as a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration, and placed in a 100 cc graduated cylinder. The viscosity measured at 60 rpm using one rotor is
It was 6.5 mPa · s.
This sol had a colloidal color, high transparency, and was stable with no abnormalities such as precipitate formation, white turbidity, and thickening even after standing at room temperature for 3 months. The refractive index of the dried sol was 1.85.

実施例2
実施例2は、実施例1の(a)工程、(b)工程、(c)工程と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有する。)138gを水1766gに溶
解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として74重量%含有する)40.5gおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として55重
量%含有する)55.6gを溶解した。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.0、WO3として1.2重量%、SnO2として1.2重量%、SiO2として1.6重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量比1.33、粒子径2.5nmであった。)2520gを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル2520g(WO3+SnO2+SiO2として150gを含有する。)の撹拌下に、室温で実施
例1の(c)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル12200g(ZrO2+SnO2として500g含有する。)を20分で添加し、更に30分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3
SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2))
が0.20であり、全金属酸化物の濃度が4.1重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液14720gにジイソブチルアミンを11.0g添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに室温で通液し、次いで80〜90℃で1時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)18480gを得た。このゾルは全金属酸化物濃
度3.2重量%、pH10.23で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル3458gを得た。このゾルは全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)の濃度が14.8重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル3243gの撹拌下に、室温で酒石酸4.8g、ジイソブチルアミン7.2g、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応フラスコ内で常圧下において、メタノール26リットルを少しずつ加えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル1240gを得た。このゾルは比重1.235、pH6.95(水との等重量混合物)、粘度1.5mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度40.2重量%、水分0.90重量%であり、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった。
Example 2
Example 2 was performed in the same manner as step (a), step (b), and step (c) of Example 1. Thereafter, the following steps were performed.
(D) Step 3 138 g of silica silicate (containing 29.0 wt% as SiO 2 ) is dissolved in 1766 g of water, and then sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (containing 74 wt% as WO 3 ) ) 40.5 g and 55.6 g of sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (containing 55% by weight as SnO 2 ) were dissolved. Then, this was passed through a column of a hydrogen type cation exchange resin (Amberlite IR-120B), whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.0, 1.2% by weight as WO 3). SnO 2 1.2 wt%, SiO 2 1.6 wt%, WO 3 / SnO 2 weight ratio 1.0, SiO 2 / SnO 2 weight ratio 1.33, particle diameter 2.5nm There was 2520 g.
Step (e) Step 1 of Example 1 at room temperature under stirring of 2520 g of the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in step (d) (containing 150 g as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ). The stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol 12200 g (containing 500 g as ZrO 2 + SnO 2 ) prepared in the step (c) was added in 20 minutes, and stirring was further continued for 30 minutes. The obtained mixed liquid was composed of stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) and tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3 +
SnO 2 + SiO 2 ) weight ratio ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 ))
Was 0.20, the concentration of all metal oxides was 4.1% by weight, and a tendency toward white turbidity due to microaggregation of colloidal particles was exhibited.
(F) Step 11.0 g of diisobutylamine is added to 14720 g of the mixed solution obtained in step (e), and the mixture is passed through a column packed with a hydroxyl type anion exchange resin (Amberlite IRA-410) at room temperature, and then 80 18480 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by heating and aging at ˜90 ° C. for 1 hour. This sol had a total metal oxide concentration of 3.2% by weight and a pH of 10.23, exhibited a colloidal color, but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at room temperature with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000. 3458 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. This sol had a concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) of 14.8% by weight and was stable.
Under stirring of 3243 g of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, 4.8 g of tartaric acid, 7.2 g of diisobutylamine, an antifoaming agent (SN deformer 483 manufactured by San Nopco) One drop was added and stirred for 1 hour. Modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol in which water in the aqueous sol was replaced with methanol by distilling off water while adding 26 liters of methanol little by little in a reaction flask equipped with a stirrer under normal pressure. 1240 g of sol was obtained. This sol has a specific gravity of 1.235, a pH of 6.95 (equal mixture with water), a viscosity of 1.5 mPa · s, a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 40.2% by weight, and a water content of 0 The particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
This sol had a colloidal color, high transparency, and was stable with no abnormalities such as precipitate formation, white turbidity, and thickening even after standing at room temperature for 3 months. The refractive index of the dried sol was 1.85.

実施例3
実施例3は、実施例1の(a)工程、(b)工程、(c)工程と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有する。)101.6gを水1825g
に溶解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として74重量%含有する)32.3gおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として5
5重量%含有する)40.8gを溶解した。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.1、WO3として0.9重量%、SnO2として0.9重量%、SiO2として1.1重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、S
iO2/SnO2重量比1.33、粒子径2.5nmであった。)2640gを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル2640g(WO3+SnO2+SiO2として75gを含有する。)の撹拌下に、室温で(c)
工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル12200g(ZrO2+S
nO2として500g含有する。)を20分で添加し、更に30分間撹拌を続行した。
得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3+SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2))が0.14であり、全金属酸化物の濃度が3.9重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液14840gにジイソブチルアミンを11.0g添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに室温で通液し、次いで80〜90℃で1時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)19360gを得た。このゾルは全金属酸化物濃度3.0重量%、pH10.50で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2352gを得た。このゾルは全
金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)の濃度は22.0重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2272gの撹拌下に、室温で酒石酸5.0g、ジイソブチルアミン7.5g、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応フラスコ内で常圧下において、メタノール22リットルを少しずつ加えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル1190gを得た。このゾルは比重1.232、pH6.92(水との等重量混合物)、粘度1.3mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度40.3重量%、水分0.43重量%であり、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった
Example 3
Example 3 was performed in the same manner as step (a), step (b), and step (c) of Example 1. Thereafter, the following steps were performed.
(D) Process No. 3 silica (containing 29.0% by weight as SiO 2 ) 101.6 g of water 1825 g
Next, 32.3 g of sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (containing 74 wt% as WO 3 ) and sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (5 as SnO 2)
40.8 g) (containing 5% by weight) was dissolved. Then, this was passed through a column of a hydrogen type cation exchange resin (Amberlite IR-120B), whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.1, 0.9 wt% as WO 3) , SnO 2 containing 0.9 wt%, SiO 2 containing 1.1 wt%, WO 3 / SnO 2 weight ratio 1.0, S
The weight ratio of iO 2 / SnO 2 was 1.33 and the particle diameter was 2.5 nm. ) 2640 g was obtained.
Step (e) Step (c) at room temperature under stirring of 2640 g of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in step (d) (containing 75 g as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 )
12200 g of stannic oxide-zirconium oxide composite sol prepared in the process (ZrO 2 + S
Contains 500 g as nO 2 . ) Was added in 20 minutes and stirring was continued for another 30 minutes.
The obtained mixed liquid was a weight ratio of (stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) to tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 )) ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 )) was 0.14, the concentration of all metal oxides was 3.9% by weight, and a tendency toward cloudiness due to micro-aggregation of colloidal particles was exhibited.
(F) Step 11.0 g of diisobutylamine is added to 14840 g of the mixed solution obtained in the step (e), and the mixture is passed through a column packed with a hydroxyl type anion exchange resin (Amberlite IRA-410) at room temperature. 19360 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by heating and aging at ˜90 ° C. for 1 hour. This sol had a total metal oxide concentration of 3.0% by weight and a pH of 10.50, exhibited a colloidal color, but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at room temperature with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000. 2352 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. This sol was stable with a concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) of 22.0% by weight.
Under stirring of 2272 g of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, 5.0 g of tartaric acid, 7.5 g of diisobutylamine and an antifoaming agent (SN deformer 483 manufactured by San Nopco) One drop was added and stirred for 1 hour. Modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol in which water in the aqueous sol was replaced with methanol by distilling off water while adding 22 liters of methanol little by little in a reaction flask equipped with a stirrer under normal pressure. 1190 g of sol was obtained. This sol has a specific gravity of 1.232, a pH of 6.92 (equal mixture with water), a viscosity of 1.3 mPa · s, a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 40.3% by weight, and a water content of 0 The particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
This sol had a colloidal color, high transparency, and was stable with no abnormalities such as precipitate formation, white turbidity, and thickening even after standing at room temperature for 3 months. The refractive index of the dried sol was 1.85.

実施例4
(a)工程
シュウ酸((COOH)2・2H2O)37.5kgを純水363kgに溶解し、これを500Lの容器にとり、攪拌下に70℃まで加温し、35%過酸化水素水150kgと金属スズ(山石金属社製、AT−SN、No200N)75kgを添加した。
過酸化水素水と金属スズの添加は交互に行った。初めに35%過酸化水素水10kgを次いで金属スズ5kgを添加した。反応が終了するのを待って(5〜10分)この操作を繰り返した。添加に要した時間は2.5時間で、添加終了後、35%過酸化水素水10kgを更に添加し、90℃で1時間加熱、反応を終了させた。過酸化水素水と金属スズのモル比はH22/Sn2.60であった。
得られた酸化スズゾルは非常に透明性が良好であった。この酸化スズゾルの収量は、622kgで比重1.156、pH1.56、SnO2は15.0重量%であった。
得られたゾルを電子顕微鏡で観察したところ、10〜15nmの球状の分散性の良い粒子であった。このゾルは放置によりやや増粘傾向を示したが、ゲル化は認められず安定であった。
得られたゾル622kgを純水にてSnO2として5重量%に希釈し、イソプロピルアミ
ンを4.7kg添加し、陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、ついで95℃で1時間加熱熟成し、さらに陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、アルカリ性の酸化スズゾル2194kgを得た。ついで、得られたゾルを140℃で5時間加熱処理した。
(b)工程
オキシ塩化ジルコニウム水溶液(ZrO2濃度は17.68重量%であり、ZrO2として13.5kg含有する。)76.1kgに純水330kgおよび35%塩酸3.2kgを添加し、ついで撹拌下で、室温において、(a)工程で得られたアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル2597kg(SnO2として89.7kg)を添加した。混合液はZrO2/SnO2の重量比が0.15でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
(c)工程
(b)工程で調製した混合液を撹拌下で、95℃において5時間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2958kgを得た。このゾルはSnO2
して3.03重量%、ZrO2として0.46重量%、SnO2+ZrO2として3.49
重量%でコロイド色を有するが、透明性は良好であった。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.3重量%含有する。)38.9kgを純水830k
gに溶解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として69.8重量%含有する)12.2kgおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2
として55.7重量%含有する)15.3kgを溶解した。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.2、WO3として0.7重量%
、SnO2として0.7重量%、SiO2として0.9重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量比1.33であった。)1201kgを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル1179kg(WO3+SnO2+SiO2として28.4kgを含有する。)の撹拌下に、室温
で(c)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2958kg(ZrO2+SnO2として103.2kg含有する。)を60分で添加し、更に10分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3
+SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2
)が0.25であり、全金属酸化物の濃度は3.46重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液3798kgにジイソブチルアミンを2.3kg添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに室温で通液し、次いで90℃で1時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を得た。このゾルは、pH9.59で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により40〜50℃で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル365kgを得た。このゾルは全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)の濃度が33.5重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル350kgの撹拌下に、室温で酒石酸1.1kg、ジイソブチルアミン1.7kg、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応容器内で常圧下において、メタノール4203kgを添加しながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル218kgを得た。このゾルは比重1.285、pH6.40(水との等重量混合物)、粘度1.3mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3
+SiO2)濃度42.8重量%、水分0.34重量%であり、電子顕微鏡観察による粒
子径は10〜15nmであった。
このメタノールゾルを全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度として、47.8重量%まで濃縮したものを、100ccのメスシリンダーに入れ、B型粘度計のNo.1ローターを用い60rpmの回転数で測定した粘度は、5.5mPa・sであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった。
Example 4
(A) Process 37.5 kg of oxalic acid ((COOH) 2 .2H 2 O) was dissolved in 363 kg of pure water, and this was taken up in a 500 L container, heated to 70 ° C. with stirring, and 35% hydrogen peroxide solution 150 kg and 75 kg of metal tin (manufactured by Yamaishi Metal Co., Ltd., AT-SN, No200N) were added.
Hydrogen peroxide solution and metallic tin were added alternately. First, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was added, and then 5 kg of metallic tin. This operation was repeated after the reaction was completed (5 to 10 minutes). The time required for the addition was 2.5 hours, and after the addition was completed, 10 kg of 35% hydrogen peroxide water was further added and heated at 90 ° C. for 1 hour to complete the reaction. The molar ratio of the hydrogen peroxide solution and metal tin was H 2 O 2 / Sn 2.60.
The obtained tin oxide sol had very good transparency. The yield of the tin oxide sol was 622 kg, the specific gravity was 1.156, the pH was 1.56, and the SnO 2 content was 15.0% by weight.
When the obtained sol was observed with an electron microscope, it was 10 to 15 nm spherical particles with good dispersibility. This sol showed a slight tendency to thicken upon standing, but no gelation was observed and it was stable.
622 kg of the obtained sol was diluted to 5% by weight as SnO 2 with pure water, 4.7 kg of isopropylamine was added, and the solution was passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410). The mixture was aged by heating at 95 ° C. for 1 hour, and passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410) to obtain 2194 kg of an alkaline tin oxide sol. Subsequently, the obtained sol was heat-treated at 140 ° C. for 5 hours.
Step (b) Zirconium oxychloride aqueous solution (ZrO 2 concentration is 17.68% by weight and contained 13.5 kg as ZrO 2 ) 76.1 kg was added with 330 kg pure water and 3.2 kg 35% hydrochloric acid, Under stirring, at room temperature, 2597 kg of the alkaline stannic oxide aqueous sol obtained in step (a) (89.7 kg as SnO 2 ) was added. The mixture was a sol having a colloidal color with a ZrO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.15 and a good transparency.
(C) Process The mixed liquid prepared at the (b) process was heat-processed for 5 hours at 95 degreeC under stirring, and 2958 kg of stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sols were obtained. The sol had 3.03% by weight SnO 2, 0.46% by weight as ZrO 2, as SnO 2 + ZrO 2 3.49
Although it has a colloidal color by weight%, the transparency was good.
(D) Step 3 No. 3 silica (containing 29.3% by weight as SiO 2 ) 38.9 kg of pure water 830k
and then 12.2 kg of sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (containing 69.8% by weight as WO 3 ) and sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (SnO 2
As a result, 15.3 kg was dissolved. Then, this was passed through a column of a hydrogen-type cation exchange resin (Amberlite IR-120B), whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.2, 0.7% by weight as WO 3)
In addition, 0.7% by weight as SnO 2 and 0.9% by weight as SiO 2 , the WO 3 / SnO 2 weight ratio was 1.0 and the SiO 2 / SnO 2 weight ratio was 1.33. ) 1201 kg was obtained.
(E) Step (c) The tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in the step (1179 kg) (containing 28.4 kg as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) is stirred at room temperature (c ) 2958 kg of the stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol prepared in step (containing 103.2 kg as ZrO 2 + SnO 2 ) was added in 60 minutes, and stirring was further continued for 10 minutes. The obtained mixed liquid was composed of stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) and tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3
+ SnO 2 + SiO 2 ) weight ratio ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 )
) Was 0.25, the concentration of all metal oxides was 3.46% by weight, and showed a tendency to white turbidity due to micro-aggregation of colloidal particles.
Step (f) 2.3 kg of diisobutylamine was added to 3798 kg of the mixed solution obtained in step (e), and the mixture was passed through a column filled with a hydroxyl group type anion exchange resin (Amberlite IRA-410) at room temperature. A modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by aging at 1 ° C. for 1 hour. This sol had a pH of 9.59 and exhibited a colloidal color but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at 40 to 50 ° C. with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000, A high concentration modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol 365 kg was obtained. This sol was stable with a concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) of 33.5% by weight.
Under stirring of 350 kg of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, at room temperature, 1.1 kg of tartaric acid, 1.7 kg of diisobutylamine, an antifoaming agent (San Nopco SN deformer 483) One drop was added and stirred for 1 hour. The modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol sol in which the water in the aqueous sol was replaced with methanol was obtained by distilling off water while adding 4203 kg of methanol in a reaction vessel equipped with a stirrer at normal pressure in a reaction vessel equipped with a stirrer. Got. This sol has a specific gravity of 1.285, a pH of 6.40 (equal mixture with water), a viscosity of 1.3 mPa · s, a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3).
+ SiO 2 ) The concentration was 42.8% by weight, the water content was 0.34% by weight, and the particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
This methanol sol was concentrated to 47.8% by weight as a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration, and placed in a 100 cc graduated cylinder. The viscosity measured at 60 rpm using one rotor was 5.5 mPa · s.
The sol had a colloidal color, high transparency, and was stable at room temperature with no formation of precipitates, white turbidity, thickening, and the like. The refractive index of the dried sol was 1.85.

実施例5
(a)工程
シュウ酸((COOH)2・2H2O)37.5kgを純水363kgに溶解し、これを500Lの容器にとり、攪拌下で70℃まで加温し、35%過酸化水素水150kgと金属スズ(山石金属社製、AT−SN、No200N)75kgを添加した。
過酸化水素水と金属スズの添加は交互に行った。初めに35%過酸化水素水10kgを次いで金属スズ5kgを添加した。反応が終了するのを待って(5〜10分)この操作を繰り返した。添加に要した時間は2.5時間で、添加終了後、35%過酸化水素水10kg
を更に添加し、90℃で1時間加熱し、反応を終了させた。過酸化水素水と金属スズのモル比はH22/Snは2.60であった。
得られた酸化スズゾルは非常に透明性が良好であった。この酸化スズゾルの収量は、626kgで比重1.154、pH1.56、SnO2濃度は14.9%であった。
得られたゾルを電子顕微鏡で観察したところ、10〜15nmの球状の分散性の良い粒子であった。このゾルは放置によりやや増粘傾向を示したが、ゲル化は認められず安定であった。
得られたゾル626kgを純水にてSnO2として5重量%に希釈し、イソプロピルアミ
ンを4.66kg添加し、陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、ついで95℃で1時間加熱熟成し、さらに陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、アルカリ性の酸化スズゾル2535kgを得た。ついで、得られたゾルを140℃で5時間加熱処理した。
(b)工程
オキシ塩化ジルコニウム水溶液(ZrO2濃度は17.68重量%であり、ZrO2として13.8kg含有する。)78.2kgに純水300kgおよび35%塩酸3.3kgを添加し、ついで撹拌下で、室温において、(a)工程で得られたアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル2529kg(SnO2として91.0kg)を添加した。混合液はZrO2/SnO2重量比0.15でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
(c)工程
(b)工程で調製した混合液を撹拌下で、95℃において5時間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル3471kgを得た。このゾルはSnO2
して2.62重量%、ZrO2として0.40重量%、SnO2+ZrO2として3.01
重量%でコロイド色を有するが、透明性は良好であった。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.3重量%含有する。)49.8kgを純水898k
gに溶解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として69.8重量%含有する)10.5kgおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2
として55.7重量%含有する)13.1kgを溶解した。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.0、WO3として0.6重量%
、SnO2として0.6重量%、SiO2として1.2重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量比2.0であった。)1179kgを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル1179kg(WO3+SnO2+SiO2として29.2kgを含有する。)の撹拌下に、室温
で(c)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル3471kg(ZrO2+SnO2として104.8kg含有する。)を60分で添加し、更に10分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3
+SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2
)が0.25であり、全金属酸化物の濃度は2.9重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液4650kgにジイソブチルアミンを2.3kg添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに室温で通液し、次いで90℃で時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を得た。このゾルは、pH9.10で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により40〜50℃で濃縮し、高濃
度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル358kgを得た。このゾルは全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)の濃度は31.9重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル358kgの撹拌下に、室温で酒石酸1.1kg、ジイソブチルアミン1.7kg、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)1滴を加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応容器内で常圧下において、メタノール5010リットルを添加しながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル220kgを得た。このゾルは比重1.280、pH6.59(水との等重量混合物)、粘度2.1mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度42.8重量%、水分0.43重量%であり、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このメタノールゾルを全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度として、46.8重量%まで濃縮したものを、100ccのメスシリンダーに入れ、B型粘度計のNo.1ローターを用い60rpmの回転数で測定した粘度は、
6.3mPa・sであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった。
Example 5
(A) Step 37.5 kg of oxalic acid ((COOH) 2 .2H 2 O) is dissolved in 363 kg of pure water, and this is taken up in a 500 L container, heated to 70 ° C. with stirring, and 35% hydrogen peroxide solution 150 kg and 75 kg of metal tin (manufactured by Yamaishi Metal Co., Ltd., AT-SN, No200N) were added.
Hydrogen peroxide solution and metallic tin were added alternately. First, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was added, and then 5 kg of metallic tin. This operation was repeated after the reaction was completed (5 to 10 minutes). The time required for the addition was 2.5 hours.
Was further added and heated at 90 ° C. for 1 hour to complete the reaction. The molar ratio of aqueous hydrogen peroxide to metallic tin was 2.60 for H 2 O 2 / Sn.
The obtained tin oxide sol had very good transparency. The yield of the tin oxide sol was 626 kg, the specific gravity was 1.154, the pH was 1.56, and the SnO 2 concentration was 14.9%.
When the obtained sol was observed with an electron microscope, it was 10 to 15 nm spherical particles with good dispersibility. This sol showed a slight tendency to thicken upon standing, but no gelation was observed and it was stable.
626 kg of the obtained sol was diluted to 5% by weight as SnO 2 with pure water, 4.66 kg of isopropylamine was added, and the solution was passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410). The mixture was aged by heating at 95 ° C. for 1 hour, and passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410) to obtain 2535 kg of an alkaline tin oxide sol. Subsequently, the obtained sol was heat-treated at 140 ° C. for 5 hours.
(B) Step Zirconium oxychloride aqueous solution (ZrO 2 concentration is 17.68 wt%, containing 13.8 kg as ZrO 2 ) To 78.2 kg, pure water 300 kg and 35% hydrochloric acid 3.3 kg are added. Under stirring at room temperature, 2529 kg of alkaline stannic oxide aqueous sol obtained in step (a) (91.0 kg as SnO 2 ) was added. The mixed solution was a sol having a colloidal color with a ZrO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.15 and good transparency.
(C) Process The mixed liquid prepared at the (b) process was heat-processed for 5 hours at 95 degreeC under stirring, and 3471 kg of stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. The sol had 2.62% by weight SnO 2, 0.40% by weight as ZrO 2, as SnO 2 + ZrO 2 3.01
Although it has a colloidal color by weight%, the transparency was good.
(D) Process No. 3 silica (containing 29.3% by weight as SiO 2 ) 49.8 kg of pure water 898k
10.5 kg of sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (containing 69.8% by weight as WO 3 ) and sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (SnO 2
As a result, 13.1 kg was dissolved. Next, this was passed through a column of a hydrogen type cation exchange resin (Amberlite IR-120B) to thereby form an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.0, 0.6% by weight as WO 3).
The SnO 2 content was 0.6% by weight and the SiO 2 content was 1.2% by weight. The WO 3 / SnO 2 weight ratio was 1.0 and the SiO 2 / SnO 2 weight ratio was 2.0. ) 1179 kg was obtained.
(E) Process (c) The tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol 1179 kg (containing 29.2 kg as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) prepared in process (c) is stirred at room temperature (c ) 3471 kg of stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol prepared in step (containing 104.8 kg as ZrO 2 + SnO 2 ) was added in 60 minutes, and stirring was further continued for 10 minutes. The obtained mixed liquid was composed of stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) and tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3
+ SnO 2 + SiO 2 ) weight ratio ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 )
) Was 0.25, and the concentration of all metal oxides was 2.9% by weight, indicating a tendency toward white turbidity due to microaggregation of colloidal particles.
Step (f) 2.3 kg of diisobutylamine is added to 4650 kg of the mixed solution obtained in step (e), and the mixture is passed through a column packed with a hydroxyl-type anion exchange resin (Amberlite IRA-410) at room temperature. A modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by aging with heating at a temperature of 0 ° C. This sol had a pH of 9.10 and exhibited a colloidal color but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at 40 to 50 ° C. with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000, A high concentration modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (358 kg) was obtained. This sol was stable with the concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) of 31.9% by weight.
While stirring 358 kg of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, at room temperature, 1.1 kg of tartaric acid, 1.7 kg of diisobutylamine, an antifoaming agent (San Nopco SN deformer 483) One drop was added and stirred for 1 hour. A modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol sol in which the water in the aqueous sol was replaced with methanol by distilling off the water while adding 5010 liters of methanol under normal pressure in a reaction vessel equipped with a stirrer. 220 kg was obtained. This sol has a specific gravity of 1.280, a pH of 6.59 (equal mixture with water), a viscosity of 2.1 mPa · s, a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 42.8% by weight, a water content of 0 The particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
This methanol sol as a concentration of all metal oxides (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) was concentrated to 46.8% by weight and placed in a 100 cc graduated cylinder. The viscosity measured at 60 rpm using one rotor is
It was 6.3 mPa · s.
The sol had a colloidal color, high transparency, and was stable at room temperature with no formation of precipitates, white turbidity, thickening, and the like. The refractive index of the dried sol was 1.85.

実施例6
(a)工程
しゅう酸((COOH)2・2H2O)37.5kgを純水383kgに溶解し、これを500Lベッセルにとり、攪拌下70℃まで加温し、35%過酸化水素水150kgと金属スズ(山石金属社製 AT−SNNO200N)75kgを添加した。
過酸化水素水と金属スズの添加は交代に行った。初めに35%過酸化水素水10kgを次いで金属スズ5kgを添加した。反応が終了するのを待って(5〜10分)この操作を繰り返した。全量添加後、更に35%過酸化水素水10Kg追加した。添加に要した時間は2.5時間で、添加終了後、更に95℃で1時間加熱し、反応を終了させた。過酸化水素水と金属スズのモル比はH22/Snとして2.61であった。
得られた酸化スズゾルは非常に透明性が良好であった。この酸化スズゾルの収量は、630kgで比重1.154、pH1.51、SnO2として14.7重量%であった。
得られたゾルを電子顕微鏡で観察したところ、10〜15nmの球状の分散性の良い粒子であった。このゾルは放置によりやや増粘傾向を示したが、室温6ヶ月放置ではゲル化は認められず安定であった。
得られたゾル629kgに35%過酸化水素水231Kg、純水52Kgを添加し、SnO2として10重量%、仕込み時のしゅう酸に対してH22/(COOH)2 モル比8.0
になるように希釈し、95℃に加温、5時間熟成を行った。この操作により含有するしゅう酸を過酸化水素との反応により炭酸ガスと水に分解させた。得られた酸化第二スズスラリーを約40℃まで冷却後、イソプロピルアミンを2.7kg添加、解膠した後、白金系触媒{N−220(ズードケミー触媒(株)製)を約15L充填した触媒塔に通液、循環し、過剰な過酸化水素の分解処理を行った。通液速度は約30L/min.で5時間、循環を行った。更に陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、アルカリ性の酸化スズゾル、1545kgを得た。次いで得られたゾル全量にイソプロピルアミン1.8Kgを追加添加した後、140℃で5hr加熱処理した。
(b)工程
純水1238kgにオキシ塩化ジルコニウム水溶液(ZrO2濃度は17.68重量%
)を76Kg(ZrO2として13.4Kg含有。)、35%塩酸3.2Kgを添加し、
ついで撹拌下に、室温で、(a)工程で得られたアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル1538kg(SnO2として102.9Kg)を添加した。混合液はZrO2/SnO2重量
比0.15でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
(c)工程
(b)工程で調製した混合液を撹拌下に、90℃で5時間加熱処理を行い、冷却抜出後、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル3224kg(水押し分含)を得た。このゾルはSnO2として2.78重量%、ZrO2として0.41重量%、SnO2+ZrO2として3.19重量%でコロイド色を有するが、透明性は良好であった。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有する。)59.5gを水1083gに
溶解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として70重量%含有する)12.6gおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として55
重量%含有する)16.2gを溶解する。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂(IR−120B)のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合ゾル(pH2.3、WO3として0.6重量%、SnO2として0.6重量%、SiO2として1.2重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量
比2.0)1520gを得た。
また、別途、3号珪そう(SiO2として29.0重量%含有する。)112gを水54
0gに溶解し、これを水素型陽イオン交換樹脂(IR−120B)のカラムに通すことにより活性ケイ酸を得て、これにジイソブチルアミンを6.9g添加、ジイソブチルアミンで定化した活性ケイ酸930gを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合ゾル1520g(WO3+SnO2+SiO2として35.1gを含有する。)に撹拌下に、室温で(c
)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合ゾル15656g(ZrO2+S
nO2として501g含有する。)を20分で添加し、30分間撹拌を続行した。さらに
ジイソブチルアミンで安定化した活性ケイ酸を添加、更に攪拌を1hr続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合コロイド(WO3+SnO2+SiO2)の比
は(WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+SnO2)重量比0.135、全金属酸化
物3.1重量%であり、コロイド粒子のミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液18106gにジイソブチルアミンを5.0g添加し、水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライト410)を充填したカラムに室温で通液、次いで80〜90℃で1hr加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)24050gを得た。このゾルは全金属酸化物2.4重量%、pH9.25で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル2010gを得た。このゾルは全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度28.2重量%で、安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合水性ゾル2010gを攪拌機付き反応フラスコで常圧下、メタノール28リットルを少しずつ加えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル1310gを得た。このゾルは比重1.264、pH8.3(水との等重量混合物)、粘度2.7mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度は42.5重量%、水分1.0重量%、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.85であった。
Example 6
(A) Step 37.5 kg of oxalic acid ((COOH) 2 .2H 2 O) is dissolved in 383 kg of pure water, and this is taken up in a 500 L vessel, heated to 70 ° C. with stirring, and 150 kg of 35% hydrogen peroxide solution. 75 kg of metal tin (AT-SNNO200N manufactured by Yamaishi Metal Co., Ltd.) was added.
Hydrogen peroxide solution and metal tin were added alternately. First, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was added, and then 5 kg of metallic tin. This operation was repeated after the reaction was completed (5 to 10 minutes). After the total amount was added, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was further added. The time required for the addition was 2.5 hours. After the addition was completed, the reaction was further completed by heating at 95 ° C. for 1 hour. The molar ratio of hydrogen peroxide solution and metal tin was 2.61 as H 2 O 2 / Sn.
The obtained tin oxide sol had very good transparency. The yield of the tin oxide sol was 630 kg, the specific gravity was 1.154, the pH was 1.51, and the SnO 2 was 14.7% by weight.
When the obtained sol was observed with an electron microscope, it was 10 to 15 nm spherical particles with good dispersibility. Although this sol showed a tendency to thicken slightly upon standing, gelation was not observed after standing at room temperature for 6 months and was stable.
To 629 kg of the obtained sol, 231 kg of 35% hydrogen peroxide water and 52 kg of pure water were added, and 10 wt% as SnO 2 , and a molar ratio of H 2 O 2 / (COOH) 2 to oxalic acid at the time of charging was 8.0.
Then, the mixture was heated to 95 ° C. and aged for 5 hours. Oxalic acid contained by this operation was decomposed into carbon dioxide gas and water by reaction with hydrogen peroxide. After cooling the obtained stannic oxide slurry to about 40 ° C., 2.7 kg of isopropylamine was added and peptized, and then a catalyst tower packed with about 15 L of platinum-based catalyst {N-220 (manufactured by Sud Chemie Catalysts)) The solution was passed through and circulated to decompose excess hydrogen peroxide. The flow rate is about 30 L / min. And circulated for 5 hours. Further, the solution was passed through a column packed with an anion exchange resin (Amberlite IRA-410) to obtain 1545 kg of an alkaline tin oxide sol. Next, 1.8 kg of isopropylamine was additionally added to the total amount of the sol, and then heat treatment was performed at 140 ° C. for 5 hours.
(B) Process Zirconium oxychloride aqueous solution (ZrO 2 concentration is 17.68% by weight) in 1238 kg of pure water
) Was added in an amount of 76 kg (containing 13.4 kg as ZrO 2 ) and 35% hydrochloric acid 3.2 kg.
Next, 1538 kg of alkaline stannic oxide aqueous sol obtained in step (a) (102.9 kg as SnO 2 ) was added at room temperature with stirring. The mixed solution was a sol having a colloidal color with a ZrO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.15 and good transparency.
(C) Step (b) The mixed solution prepared in step (b) is heated at 90 ° C. for 5 hours with stirring, and after cooling out, 3224 kg of stannic oxide-zirconium oxide composite sol (including water content) is added. Obtained. The sol had 2.78% by weight SnO 2, 0.41% by weight as ZrO 2, has a colloidal color at 3.19 wt% as SnO 2 + ZrO 2, the transparency was good.
(D) Step 3 No. 3 silica (containing 29.0% by weight as SiO 2 ) 59.5 g is dissolved in 1083 g of water, and then sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (70% by weight as WO 3) 12.6 g and sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (contains 55 as SnO 2)
16.2 g (containing% by weight) is dissolved. Next, this was passed through a column of a hydrogen type cation exchange resin (IR-120B), whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.3, 0.6 wt% as WO 3 , SnO 2). 0.6% by weight, containing 1.2% by weight SiO 2, to obtain a WO 3 / SnO 2 weight ratio of 1.0, SiO 2 / SnO 2 weight ratio of 2.0) 1520 g.
Separately, 112 g of No. 3 silica (containing 29.0% by weight as SiO 2 ) 54 g of water
Activated silicic acid obtained by dissolving in 0 g and passing through a column of a hydrogen-type cation exchange resin (IR-120B) to obtain active silicic acid, 6.9 g of diisobutylamine added thereto, and active silicic acid defined with diisobutylamine 930 g was obtained.
Step (e) 1520 g of the tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol prepared in step (d) (containing 35.1 g as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) is stirred at room temperature (c
) 15656 g of stannic oxide-zirconium oxide composite sol prepared in the process (ZrO 2 + S)
containing 501g as nO 2. ) Was added in 20 minutes and stirring was continued for 30 minutes. Further, activated silicic acid stabilized with diisobutylamine was added, and stirring was further continued for 1 hr. The obtained mixed liquid had a ratio of stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) to tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) (WO 3 + SnO 2). + SiO 2 ) / (ZrO 2 + SnO 2 ) The weight ratio was 0.135, and the total metal oxide was 3.1% by weight.
Step (f) 5.0 g of diisobutylamine is added to 18106 g of the mixed solution obtained in step (e), and the mixture is passed through a column packed with a hydroxyl group anion exchange resin (Amberlite 410) at room temperature, and then 80 to 90 ° C. Then, 24050 g of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by heating and aging for 1 hr. This sol was 2.4% by weight of the total metal oxides, pH 9.25, had a colloidal color, but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) obtained in the step is concentrated at room temperature with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000, and high concentration modification 2010 g of the obtained stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. This sol was stable with a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 28.2% by weight.
By distilling off water while adding 28 liters of methanol little by little under atmospheric pressure in a reaction flask equipped with a stirrer, 2010 g of the above-modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration was added to the aqueous sol with methanol. 1310 g of substituted modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol sol was obtained. This sol has a specific gravity of 1.264, pH 8.3 (equal weight mixture with water), viscosity of 2.7 mPa · s, total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 42.5% by weight, moisture The particle diameter was 1.0 to 15 nm by electron microscope observation.
This sol had a colloidal color, high transparency, and was stable with no abnormalities such as precipitate formation, white turbidity, and thickening even after standing at room temperature for 3 months. The refractive index of the dried sol was 1.85.

参考例1
(a)工程
35%塩酸41kgを純水110kgに溶解し、これを500Lの容器にとり、攪拌下で50℃まで加温し、35%過酸化水素水185kgと金属スズ(山石金属社製AT−SN、No200N)90kgを添加した。
過酸化水素水と金属スズの添加は交互に行った。初めに35%過酸化水素水10kgを次いで金属スズ5kgを添加した。反応が終了するのを待って(5〜10分)この操作を繰り返した。添加に要した時間は約4時間で、添加終了後、35%過酸化水素水5kgを更に添加し、80〜90℃で1時間加熱、反応を終了させた。過酸化水素水と金属スズのモル比はH22/Sn2.58であった。
得られた酸化スズゾルは非常に透明性が良好であった。この酸化スズゾルの収量は、342kgでSnO2含量33.0重量%、HCl含量2.56重量%、電子顕微鏡による
紡錘状コロイド粒子径10nm以下、米国コールター社製N4装置による動的光散乱法粒子径107nmであった。淡黄色透明の酸化第二スズ水性ゾル342kgを水1550kgに分散させた後、これにイソプロピルアミン2.16kgを加え、次いで、この液を水酸基型陰イオン交換樹脂充填のカラムに通すことにより、アルカリ性の酸化第二水性ゾル2138kgを得た。このゾルは、安定であり、コロイド色を呈しているが、透明性が非常に高く、pH9.65、粘度1.4mPa・s、SnO2含量5.15重量%、イソプ
ロピルアミン含量0.10重量%であった。
(b)工程
オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O)を水に溶解して調製したオキシ塩化ジルコニウム水溶液(ZrO2として17.68重量%)93.4kg(ZrO2として16.52kg含有する。)および純水733kgの撹拌下に、室温で、上記(a)工程で調製したアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾル2138kg(SnO2として110.1k
g)を添加し、1時間撹拌を続行した。混合液はZrO2/SnO2重量比0.15でコロイド色を有する透明性の良好なゾルであった。
(c)工程
(b)工程で調製した混合液を撹拌下で、90℃において5時間加熱処理を行い、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2994kgを得た。このゾルはSnO2とし
て3.68重量%、ZrO2として0.55重量%、SnO2+ZrO2として4.23重
量%、pH1.43、粒子径9.0nmであり、コロイド色を有するが、透明性は良好であった。
(d)工程
3号珪そう(SiO2として29.4重量%含有する。)37.93kgを水834k
gに溶解し、ついでタングステン酸ナトリウムNa2WO4・2H2O(WO3として70重量%含有する。)12.02kgおよびスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2
として55重量%含有する。)15.19kgを溶解した。次いでこれを水素型陽イオン交換樹脂のカラムに通すことにより酸性の酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル(pH2.1、WO3として0.75重量%、SnO2として0.75重量%、SiO2として1.00重量%を含有し、WO3/SnO2重量比1.0、SiO2/SnO2重量比1.33であり、粒子径2.5nmであった。)1111kgを得た。
(e)工程
(d)工程で調製した酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾル1111kg(WO3+SnO2+SiO2として27.36kgを含有する。)の撹拌下に、室温
で(c)工程で調製した酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル2994kg(ZrO2+SnO2として126.63kg含有する。)を60分で添加し、その後更に60分間撹拌を続行した。得られた混合液は酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド(ZrO2+SnO2)と酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体コロイド(WO3+SnO2+SiO2)の重量比((WO3+SnO2+SiO2)/(ZrO2+S
nO2))0.20であり、全金属酸化物の濃度が3.8重量%であり、コロイド粒子の
ミクロ凝集による白濁傾向を示した。
(f)工程
(e)工程で得た混合液4105kgにジイソブチルアミンを3.09kg添加し、次いで水酸基型陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)を充填したカラムに通液し、次いで80℃で1時間加熱熟成することにより変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)4685kgを得た。このゾルは全金属酸化物濃度3.30重量%、pH7.73で、コロイド色は呈するが透明性は良好であった。
(f)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル(希薄液)を、分画分子量10万の限外濾過膜の濾過装置により室温で濃縮し、高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル377kgを得た。このゾルはpH7.70、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度37.0重量%で安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾル377kgの撹拌下に、室温で酒石酸1.40kg、ジイソブチルアミン2.10kg、消泡剤(サンノプコ社製SNディフォーマー483)少量加え、1時間撹拌した。このゾルを攪拌機付き反応装置内で750Torrで、メタノール5417kgを少しずつ加えながら水を留去することにより、水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合メタノールゾル428kgを得た。このゾルは比重1.123、pH7.4(水との等重量混合物)、粘度2.5mPa・s、全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度32.6重量%、水分0.62重量%であり、電子顕微鏡観察による粒子径は10〜15nmであった。
このメタノールゾルを全金属酸化物(ZrO2+SnO2+WO3+SiO2)濃度として、47.0重量%まで濃縮したものを、100ccのメスシリンダーに入れ、B型粘度計のNo.1ローターを用い60rpmの回転数で測定した粘度は、15.0mPa・sであった。
このゾルはコロイド色を呈し、透明性が高く、室温で3ケ月放置後も沈降物の生成、白濁、増粘などの異常は認められず安定であった。またこのゾルの乾燥物の屈折率は1.76であった。
Reference example 1
(A) Process 41 kg of 35% hydrochloric acid was dissolved in 110 kg of pure water, and this was taken up in a 500 L container, heated to 50 ° C. with stirring, 185 kg of 35% hydrogen peroxide solution and metal tin (AT-manufactured by Yamaishi Metal) SN, No200N) 90 kg was added.
Hydrogen peroxide solution and metallic tin were added alternately. First, 10 kg of 35% hydrogen peroxide solution was added, and then 5 kg of metallic tin. This operation was repeated after the reaction was completed (5 to 10 minutes). The time required for the addition was about 4 hours. After the addition was completed, 5 kg of 35% hydrogen peroxide water was further added and heated at 80 to 90 ° C. for 1 hour to complete the reaction. The molar ratio of the hydrogen peroxide solution and metal tin was H 2 O 2 / Sn 2.58.
The obtained tin oxide sol had very good transparency. The yield of this tin oxide sol was 342 kg, SnO 2 content 33.0% by weight, HCl content 2.56% by weight, spindle-shaped colloidal particle diameter of 10 nm or less by electron microscope, dynamic light scattering particles by N4 apparatus manufactured by Coulter USA The diameter was 107 nm. After dispersing 342 kg of a pale yellow transparent stannic oxide aqueous sol in 1550 kg of water, 2.16 kg of isopropylamine was added thereto, and then this solution was passed through a column filled with a hydroxyl group-type anion exchange resin to obtain an alkaline solution. 2138 kg of a second oxidized aqueous sol was obtained. This sol is stable and has a colloidal color, but has very high transparency, pH 9.65, viscosity 1.4 mPa · s, SnO 2 content 5.15 wt%, isopropylamine content 0.10 wt. %Met.
(B) containing 16.52kg steps zirconium oxychloride (ZrOCl 2 · 8H 2 O) aqueous solution of zirconium oxychloride was prepared by dissolving in water (17.68 wt% as ZrO 2) as 93.4kg (ZrO 2. ) And 733 kg of pure water at room temperature, 2138 kg of alkaline stannic oxide aqueous sol prepared in the above step (a) (110.1 k as SnO 2 ).
g) was added and stirring was continued for 1 hour. The mixed solution was a sol having a colloidal color with a ZrO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.15 and good transparency.
(C) Step (b) The mixed solution prepared in step (b) was heat-treated at 90 ° C. for 5 hours with stirring to obtain 2994 kg of a stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol. The sol had 3.68% by weight SnO 2, 0.55% by weight as ZrO 2, 4.23 wt% as SnO 2 + ZrO 2, pH1.43, a particle diameter 9.0 nm, have a colloidal color, Transparency was good.
(D) Process No. 3 silica (containing 29.4% by weight as SiO 2 ) 37.93 kg of water 834 k
and then, 12.02 kg of sodium tungstate Na 2 WO 4 .2H 2 O (containing 70% by weight as WO 3 ) and sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (SnO 2
As a content of 55% by weight. ) 15.19 kg was dissolved. Then, this was passed through a column of a hydrogen-type cation exchange resin, whereby an acidic tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol (pH 2.1, 0.75 wt% as WO 3 , 0.75 as SnO 2). 11 wt%, 1.00 wt% as SiO 2 , WO 3 / SnO 2 weight ratio 1.0, SiO 2 / SnO 2 weight ratio 1.33, particle diameter 2.5 nm.) 1111 kg Got.
(E) Step (d) Tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol 1111 kg (containing 27.36 kg as WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) at room temperature (c) ) 2994 kg (containing 126.63 kg as ZrO 2 + SnO 2 ) of the aqueous stannic oxide-zirconium oxide composite sol prepared in the step) was added in 60 minutes, and then stirring was continued for another 60 minutes. The obtained mixed liquid was a weight ratio of (stannic oxide-zirconium oxide composite colloid (ZrO 2 + SnO 2 ) to tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite colloid (WO 3 + SnO 2 + SiO 2 )) ((WO 3 + SnO 2 + SiO 2 ) / (ZrO 2 + S
nO 2 )) 0.20, the concentration of all metal oxides was 3.8% by weight, and showed a tendency to white turbidity due to micro-aggregation of colloidal particles.
Step (f) 3.09 kg of diisobutylamine was added to 4105 kg of the mixed solution obtained in step (e), and then passed through a column packed with a hydroxyl type anion exchange resin (Amberlite IRA-410). 485 kg of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol (dilute liquid) was obtained by heating and aging for 1 hour. This sol had a total metal oxide concentration of 3.30% by weight and a pH of 7.73, had a colloidal color, but had good transparency.
(F) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in the step (dilute liquid) is concentrated at room temperature with a filtration device of an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000. 377 kg of a modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol was obtained. This sol was stable at a pH of 7.70 and a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 37.0% by weight.
Under stirring of 377 kg of the above modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol having a high concentration, 1.40 kg of tartaric acid, 2.10 kg of diisobutylamine and an antifoaming agent (San Nopco SN deformer 483) at room temperature. A small amount was added and stirred for 1 hour. The modified stannic oxide-zirconium oxide composite methanol sol in which the water in the aqueous sol was replaced with methanol was 428 kg by distilling off water while adding 5417 kg of methanol little by little in a reactor equipped with a stirrer at 750 Torr. Got. This sol has a specific gravity of 1.123, pH of 7.4 (equal mixture with water), viscosity of 2.5 mPa · s, total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration of 32.6% by weight, water content of 0 The particle diameter was 10 to 15 nm as observed with an electron microscope.
This methanol sol as a total metal oxide (ZrO 2 + SnO 2 + WO 3 + SiO 2 ) concentration concentrated to 47.0% by weight was placed in a 100 cc graduated cylinder and No. B-type viscometer. The viscosity measured at 60 rpm using one rotor was 15.0 mPa · s.
This sol had a colloidal color, high transparency, and was stable with no abnormalities such as precipitate formation, white turbidity, and thickening even after standing at room temperature for 3 months. The refractive index of the dried sol was 1.76.

本発明によって得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子によって表面変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウムの複合体コロイド粒子のゾルは無色透明であって、その乾燥塗膜は約1.8以上の高い屈折率を示し、耐水性、耐湿性、耐光性、帯電防止性、耐熱性、耐摩耗性等も良好である。
本発明のゾルは、このゾルを用いて得られるハードコート剤がメガネ用プラスチックレンズ上に硬化膜を形成させ、メガネ用プラスチックレンズの屈折率、染色性、耐薬品性、耐水性、耐湿性、耐光性、耐候性、耐摩耗性等の向上成分として特に有効である。
また、これらの特性を利用してその他種々の用途に用いることができる。
このゾルを有機質の繊維、繊維製品、紙などの表面に適用することによって、これら材料の難燃性、表面滑り防止性、帯電防止性、染色性等を向上させることができる。また、これらのゾルは、セラミックファイバー、ガラスファイバー、セラミックス等の結合剤として用いることができる。更に、各種塗料、各種接着剤等に混入して用いることによって、それらの硬化塗膜の耐水性、耐薬品性、耐光性、耐候性、耐摩耗性、難燃性等を向上させることができる。その他、これらのゾルは、一般に、金属材料、セラミックス材料、ガラス材料、プラスチック材料などの表面処理剤としても用いることができる。更に触媒成分としても有用である。

The sol of stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles surface-modified with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite obtained by the present invention is colorless and transparent, and its dry coating film Shows a high refractive index of about 1.8 or more, and has good water resistance, moisture resistance, light resistance, antistatic property, heat resistance, wear resistance and the like.
In the sol of the present invention, the hard coating agent obtained by using this sol forms a cured film on the plastic lens for spectacles, and the refractive index, dyeability, chemical resistance, water resistance, moisture resistance of the plastic lens for spectacles, It is particularly effective as a component for improving light resistance, weather resistance, wear resistance and the like.
Moreover, it can use for other various uses using these characteristics.
By applying this sol to the surface of organic fibers, fiber products, paper, etc., the flame retardancy, anti-slip property, antistatic property, dyeability and the like of these materials can be improved. These sols can be used as binders for ceramic fibers, glass fibers, ceramics, and the like. Furthermore, by mixing and using in various paints, various adhesives, etc., the water resistance, chemical resistance, light resistance, weather resistance, abrasion resistance, flame resistance, etc. of those cured coating films can be improved. . In addition, these sols can generally be used as surface treatment agents for metal materials, ceramic materials, glass materials, plastic materials, and the like. It is also useful as a catalyst component.

Claims (4)

金属スズと有機酸と過酸化水素との反応により得られた酸化第二スズのコロイド粒子と、酸化ジルコニウムのコロイド粒子とが、これらの酸化物の重量に基づいてZrO2/Sn
2として0.02〜1.0の比率に結合した構造と4〜50nmの粒子径を有する酸化
第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を核として、その表面が0.1〜100のWO3/SnO2重量比と、0.1〜100のSiO2/SnO2重量比と2〜7nmの粒子径を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成された粒子径4.5〜60nmの変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子からなり、そしてこれら全金属酸化物を2〜60重量%含む安定なゾル。
Colloidal particles of stannic oxide obtained by reaction of metallic tin, organic acid and hydrogen peroxide, and colloidal particles of zirconium oxide, based on the weight of these oxides, ZrO 2 / Sn
WO having a structure bound as a ratio of 0.02 to 1.0 as O 2 and a stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particle having a particle diameter of 4 to 50 nm as a nucleus and having a surface of 0.1 to 100 3. Coated with colloidal particles of tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite having a 3 / SnO 2 weight ratio, a SiO 2 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 and a particle size of 2-7 nm. A stable sol composed of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles having a particle diameter of 4.5 to 60 nm and containing 2 to 60% by weight of all these metal oxides.
有機酸が、シュウ酸又はシュウ酸を主成分として含む有機酸である請求項1に記載のゾル。 The sol according to claim 1, wherein the organic acid is oxalic acid or an organic acid containing oxalic acid as a main component. 下記(a)工程、(b)工程、(c)工程、(d)工程、(e)工程及び(f)工程:
(a)工程:有機酸水溶液に過酸化水素水と金属スズをH22/Snモル比が2〜4の範囲を保ち、酸化スズの濃度が40重量%以下になるように反応させ、粒子径が4〜50nmの酸化第二スズのコロイドを生成する工程
(b)工程:(a)工程で得た4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズのコロイド粒子をその酸化物SnO2として0.5〜50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾ
ルと、ZrO2として0.5〜50重量%の濃度のオキシジルコニウム塩の水溶液とを、
これらに基づくZrO2/SnO2として0.02〜1.0の重量比に混合する工程、
(c)工程:(b)工程によって得られた混合液を60〜200℃で、0.1〜50時間加熱することにより、4〜50nmの粒子径を有する酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを生成させる工程、
(d)工程:タングステン酸塩、スズ酸塩及び珪酸塩をWO3/SnO2重量比として0.1〜100、SiO2/SnO2重量比として0.1〜100の比率に含有する水溶液を調製し、その水溶液中に存在する陽イオンを除去して得られる酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを生成させる工程、
(e)工程:(c)工程で得られた酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを、それに含まれるZrO2とSnO2の合計として100重量部と、(d)工程で得られた2〜7nmの粒子径と0.1〜100のWO3/SnO2重量比と0.1〜100のSiO2
/SnO2重量比を有する酸化タングステン−酸化第二スズ−二酸化珪素複合体ゾルを、
これに含まれるWO3とSnO2とSiO2の合計として2〜100重量部の比率に0〜1
00℃で混合する工程、及び
(f)工程:(e)工程で得られた変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、当該ゾル中に存在する陰イオンを除去する工程、を含む請求項1又は請求項2に記載の変性された酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子の安定なゾルの製造方法。
The following (a) process, (b) process, (c) process, (d) process, (e) process, and (f) process:
Step (a): Hydrogen peroxide solution and metal tin are reacted with an organic acid aqueous solution so that the H 2 O 2 / Sn molar ratio is in the range of 2 to 4 and the tin oxide concentration is 40% by weight or less. Step (b) of producing a stannic oxide colloid having a particle size of 4 to 50 nm: The colloidal particles of stannic oxide having a particle size of 4 to 50 nm obtained in the step (a) are converted into the oxide SnO 2. An aqueous stannic oxide sol containing as a concentration of 0.5 to 50% by weight as an aqueous solution of an oxyzirconium salt with a concentration of 0.5 to 50% by weight as ZrO 2 ,
Mixing at a weight ratio of 0.02 to 1.0 as ZrO 2 / SnO 2 based on these,
(C) Step: The stannic oxide-zirconium oxide composite having a particle size of 4 to 50 nm is obtained by heating the mixed solution obtained in the step (b) at 60 to 200 ° C. for 0.1 to 50 hours. Producing an aqueous sol;
Step (d): An aqueous solution containing tungstate, stannate, and silicate in a ratio of 0.1 to 100 as a WO 3 / SnO 2 weight ratio and 0.1 to 100 as a SiO 2 / SnO 2 weight ratio. Preparing and producing a tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol obtained by removing cations present in the aqueous solution;
Step (e): The stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (c) was obtained in step (d) with 100 parts by weight as the total of ZrO 2 and SnO 2 contained therein. Particle diameter of 2-7 nm, WO 3 / SnO 2 weight ratio of 0.1-100 and SiO 2 of 0.1-100
A tungsten oxide-stannic oxide-silicon dioxide composite sol having a / SnO 2 weight ratio,
The total of WO 3 , SnO 2 and SiO 2 contained in this is 0 to 1 in the ratio of 2 to 100 parts by weight.
Mixing at 00 ° C., and (f) step: contacting the modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (e) with an anion exchanger into the sol The method for producing a stable sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloidal particles according to claim 1 or 2, comprising a step of removing an anion present.
有機酸水溶液が、シュウ酸水溶液又はシュウ酸を主成分として含む有機酸水溶液である請求項3に記載のゾルの製造方法。

The method for producing a sol according to claim 3, wherein the organic acid aqueous solution is an oxalic acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution containing oxalic acid as a main component.

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