JPH01138114A - 球状着色シリカ粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は球状着色シリカ粉末の製造方法に関する。球状
着色シリカ粉は、補強充てん剤として合成ゴムに多量に
用いられ、また、農薬展着剤、塗料ラッカーのつや消剤
、合成樹脂、接着剤および化粧品等の分野に利用されて
いる。

（従来の技術と問題点） 従来着色シリカ粉の製造は、ケイ酸ナトリウ゛ム水溶液
に着色材を分散させ、酸を加えて加水分解反応により着
色シリカ粉を沈澱させる方法で行なわれている。しかし
この方法では粒径を揃えにくく、単分散性の高い球状の
着色シリカ粉を得ることは困難である。また金属のアル
コキシドの加水分解反応を制御しているいろな粒径の揃
った金属酸化物を得る方法は知られているが、この方法
によって着色したシリカ粉を得ることについては未だ確
立されてい−ない。

（問題解決に係る知見） 本発明者等は着色シリカ粉をケイ素のアルコキシトから
得る方法について研究を重ねた結果、ケイ素のアルコキ
シドの加水分解反応を制御することにより単分散性の高
い球状の着色シリカ粉が得られることを見出して本発明
を完成した。

（発明の構成） 本発明は、着色料を含むケイ素アルコキシドを希釈アン
モニア水中に滴下して加水分解することからなり、その
際にケイ素アルコキシドの量がケイ素アルコキシドとア
ンモニアと水の全量に対して５〜２５重量％であり、ア
ンモニアの量が前記全量に対して１．４〜１３．３重量
％である球状着色シリカ粉の製造方法を提供する。ここ
に得られる球状着色シリカ粉は粒径の揃った単分散性の
高いシリカ粉である。

本発明で用いられるケイ素のアルコキシドは一般式Ｓｉ
（ＯＲ）４で表わされるアルコキシシランもしくは一部
加水分解された一般式５Ｌ（ＯＲ）、　（ＯＨ）のよう
なトリアルコキシヒドロキシシランで、Ｒはメチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル等
のアルキル基である。より具体的には、テトラメトキシ
シランＳｉ　（ＯＣＲ，）いテトラエトキシシランＳｉ
　（Ｃ２Ｈ，）いテトラプロポキシシランＳＬ　（ＯＣ
３Ｈ７）いテトライソプロポキシシランｓｉ　（Ｏｉ−
Ｃ）　Ｈ７）４等である。

本発明で用いられる着色材料は、酸化チタン、亜鉛華、
鉛白等の白色顔料の他、カドミウム系顔料、黄鉛、含水
酸化鉄、酸化鉄、カーボンブラック、群青等の有色顔料
等殆どの無機顔料が含まれる。その他アゾレーキ、不溶
性アゾ、縮合アゾ等のアゾ系顔料、フタロシアニン、キ
ナクリドン、イソインドリノン等の多環式顔料等の有機
顔料も含まれる。さらに水またはアルコールに溶解する
着色材料として赤色２号、赤色３号、赤色１０４号、黄
色４号等が使用される。

本発明における着色シリカ粉の製造方法は、粒形、粒子
径を制御し、着色シリカ粉の発色性を良好にするために
、上記アルコキシドと上記着色料との混合液（分散液）
を稀釈アンモニア水に滴下する方法がとられる。この場
合稀釈アンモニア水と着色料を混合した液にケイ素のア
ルコキシドを滴下すると、アルコキシドがアンモニア水
に接触したところで直ちに加水分解反応が起ってシリカ
を生じるため、着色料をシリカ粒子内に取り込みにくく
、着色材はシリカ表面への吸着となり、特に水またはア
ルコールに溶解する着色材を用いる場合においては、で
きた着色シリカ粉の色移行性が生じるうえに、耐光性１
着色力等が低下する。

顔料のように水、アルコールに溶解しない着色料を用い
る場合も全体として顔料とシリカ粉とが混在状態となっ
て好ましくない。従って本発明は着色料とケイ素のアル
コキシドとの混合液を稀釈アンモニア水中に滴下するこ
とが必要である。

稀釈アンモニア水に滴下するケイ素のアルコキシドの量
は、稀釈アンモニア水に対して少くとも５％必要である
が２５重量％を越えると滴下して得られる液の粘度が上
昇して球状のシリカ粉が得られない。

本発明における好適な実施態様として、上記ケイ素のア
ルコキシドと着色材料を混合する際、着色材料を分散ま
たは溶解するためと着色シリカ粉の粒径を制御するため
に、アルコールを添加する方が好ましい。なお、アルコ
ールはケイ素のアルコキシドと混合性の良いものなら何
れも良く、具体的に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である。

本発明に用いられる着色材料の含有量は、顔料の場合ケ
イ素のアルコキシドから生じるシリカに対して３０重量
％以下が良く、水またはアルコールに溶解する着色材料
を用いる場合は、１０重量％以下が良い。着色材の含有
量が上記規定量を越えると、着色材をシリカ粒子内に取
り込みにくく、着色材とシリカ粉が混在した状態となり
、特に水銀またはアルコールに溶解する着色材において
は、シリカ粒子内に取り込まれていない着色材は濾過の
際濾液に流失したり、また顔料においても例えば化粧品
用として用いた場合、皮膚へ着色材料が染着したり膚ざ
わりが悪くなるので好ましくない。

本発明において使用する稀釈アンモニア水は市販のアン
モニア水（以下２８％アンモニア水と記載）を水で稀釈
したものである。稀釈アンモニア水のＮＨ，１度が１．
４重量％未満ではケイ素のアルコキシドの加水分解が不
十分となり、シリカの沈澱物を得にくい。またＮＨ，濃
度が１３．３重量％を越えると着色シリカ粉が球状にな
らない。なお水酸化ナトリウムをアンモニア水に添加し
て塩基性を強めた液にケイ素のアルコキシドと着色材と
アルコールの混合液を滴下しても球状着色シリカ粉を得
ることができる。

以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。

（実施例） 実施例１〜８ ケイ素のアルコキシドと着色料およびエチルアルコール
を第１表に示す配合に従って混合液とし、これを同じく
第１表記載の配合による２８％アンモニア水と水および
ＩＮ水酸化ナトリウムの混合液に滴下した。滴下終了後
３０分間攪拌し、静置してシリカ粉を沈澱させ、濾過、
水洗によりアンモニアを除去し１００℃で乾燥して着色
シリカ粉を得た。

この着色シリカ粉の粒子径と形状を第１表に記した。ま
た実施例４の生成物の赤外吸収スペクトル線図を第１図
Ａにまた着色料を加えることなしに実施例４と同じ条件
で生成したシリカの赤外吸収スペクトル線図を第１図Ｂ
に可視分光反射率曲線を第２図に、光学顕微鏡写真を第
３図に示した。

実施例１〜８の結果は本発明の方法で得られた着色シリ
カ粉が、第３図の光学顕微鏡写真に見られるように、粒
径の揃った単分散性の高い球状粉であることを示してい
る。

また第１図Ａと第１図Ｂの比較かられかるように第１図
Ａでは６９０ｃｍ−１付近および１５００ｃｍ−１付近
に現われるべき着色料の透過ピークが殆どみられない。

しかし、第２図の可視分光反射率曲線１に見られるよう
にシャープな反射率を示している。

比較例１ ケイ素のアルコキシドとしてテトラエトキシシラン２０
重量部とエチルアルコール１０重量部および着色料とし
て酸化鉄１．７重量部を混じて滴下液とし、これを２０
重量部の水と５０重量部の２８％アンモニア水とを混合
した混合液（ＮＨ，２０％）に滴下し、実施例１〜８と
同様の処理をしたる結果、球状の着色シリカ粉は得られ
なかった。

比較例２ ケイ素のアルコキシドとしてテトラエトキシシラン３０
重量部とエチルアルコール１０重量部および着色料とし
て含水酸化鉄２．５重量部を混じて滴下液とし、これを
５０重量部の水と１０重量部の２８％アンモニア水とか
らなる混合液（ＮＨ３４，７％）に滴下した。ケイ素の
アルコキシドは稀釈アンモニア水に対して５０重量％で
、得られた液の粘度が高く、球状の着色シリカ粉は得ら
れなかった。

比較例３ ケイ素のアルコキシドとしてテトラエトキシシラン５重
量部とエチルアルコール５重量部を混じて滴下液とし、
これを８０重量部の水と１０重量部の２８％アンモニア
水に着色料として赤色２号を０．０７７重量部混した液
に滴下した（ＮＨ，３，１％）。得られた沈澱物を実施
例１〜８と同様の処理をした結果球状の着色シリカ粉が
得られたが、第１図に示すように可視光反射率曲線がフ
ラットになり発色性が低下している。

比較例４ メタ硅酸ナトリウム３０重量部を水５００重量部に溶解
し、これに酸化チタン粉末を４．５重量部混合し、十分
に混合攪拌した後、　ＩＮ硫酸６００重量部に滴下し、
滴下終了後５０℃で５時間混合後さらに室温で２４時間
攪拌し静置した後、沈澱物を濾別、水洗、乾燥して着色
シリカ粉を得た。この着色シリカ粉の粒子径と形状を第
１表に記した。

比較例５ メタ硅酸ナトリウム３０重量部を水５００重量部に溶解
し、これに赤色２号着色材を０．７重量部混合し溶解さ
せた後、ＩＮ硫酸６００重量部に滴下し、滴下終了後５
０℃で５時間混合後、さらに室温で２４時間攪拌し静置
した後、沈澱物を濾別、水洗、乾燥して着色シリカ粉を
得た。この着色シリカ粉の粒子径と形状を第１表に記し
た。またこの着色シリカ粉の分光反射率曲線を第２図に
示した。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明方法による着色シリカ粉は発色
性が良好で耐水性にも優れ、さらに球状で粒子径も制御
できることから種々の用途が考えられる。特に安全性や
膚ざわりを要求されるような化粧品用として優れた特性
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは実施例４で得られた着色シリカ粉の赤外分解
吸収スペクトル線図である。 第１図Ｂは着色材料を用いずに実施例４と同じ条件で製
造したシリカ粉の赤外分解吸収スペクトル図である。 第２図は得られた着色シリカ粉の可視分光反射率曲線で
ある。 第３図は実施例４で得られた着色シリカ粒子の光学顕微
鏡写真である。 特許出頴人　三菱金属株式会社 代理人　弁理士松井政広（外１名） 第１　図（Ａ） 第　１　図ＣＢ） 第２図 求杢　（ｎｍ） 図面の浄魯（ 第３図 ×３００ 第３図　光学顕微鏡写真（実施例４） 手続補正書 昭和６３年１月８日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年　特　許　願　第２９４１２２号２、発明の
名称 球状着色シリカ粉の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称（６２６）三菱金属株式会社 ４、代理人（〒１６４） 住　所　東京都中野区本町１丁目３１番４号シティーハ
イムコスモ１００３号室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　着色料を含むケイ素アルコキシドを希釈アンモニア水
   中に滴下して加水分解することからなり、その際にケイ
   素アルコキシドの量がケイ素アルコキシドとアンモニア
   と水の全量に対して５〜２５重量％であり、アンモニア
   の量が前記全量に対して１．４〜１３．３重量％である
   球状着色シリカ粉の製造方法。