JPH0138044B2 - - Google Patents

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JPH0138044B2
JPH0138044B2 JP57165101A JP16510182A JPH0138044B2 JP H0138044 B2 JPH0138044 B2 JP H0138044B2 JP 57165101 A JP57165101 A JP 57165101A JP 16510182 A JP16510182 A JP 16510182A JP H0138044 B2 JPH0138044 B2 JP H0138044B2
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JP
Japan
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group
inorganic oxide
silica
metals
oxides
Prior art date
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Expired
Application number
JP57165101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5954616A (en
Inventor
Shigeki Yuasa
Koji Kusumoto
Namihiro Okabayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP57165101A priority Critical patent/JPS5954616A/en
Publication of JPS5954616A publication Critical patent/JPS5954616A/en
Publication of JPH0138044B2 publication Critical patent/JPH0138044B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/36Methods for preparing oxides or hydroxides in general by precipitation reactions in aqueous solutions

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規な周期律表第族、第族、第
族、および第族(以下それぞれ第族、第
族、第族および第族と略記する)の金属酸化
物よりなる群より選ばれた少なくとも2種の金属
酸化物とシリカとを主な構成成分とする球形状の
無機酸化物及びその製造方法に関する。 従来シリカと第族、第族、第族または第
族の金属酸化物とを主な構成成分とする無機酸
化物は知られているが、その形状は不定形であつ
て球形状のものについては知られていない。また
その製法も公知の方法はシリカと第族、第
族、第族および/または第族の金属酸化物を
混合し、該混合物を融点以上の高温で溶解しガラ
ス状物を得て、該ガラス状物を粉砕する方法であ
つた。そのために形状が前記した様に不定形であ
るばかりでなく粒度分布は著しく広いもので、限
られた用途にしか使用出来なかつた。また別の製
法として、アルコキシシランと第族、第族、
第族および/または第族の金属のアルコラー
トを混合し、これを加水分解することで寒天状の
ゲルを得て、該寒天状物を焼成することでシリカ
と第族、第族、第族および/又は第族の
金属酸化物を得ることが知られている。この方法
は寒天状のゲルを板状にしたり、繊維状にしたり
することで限られた形状に変えることが出来る点
で前記方法に比べればすぐれている。しかしなが
らかゝる製法を採用しても形状が球形状の、特に
粒子径が小さい例えば0.1〜1.0μmの粒子径が揃
つた無機酸化物を得ることは出来なかつた。従つ
て球形状の粒子径が揃つたシリカと第族、第
族、第族および/または第族の金属酸化物と
よりなる無機酸化物を得ることは大きな技術課題
であつた。 従つて本発明の目的は第族、第族、第族
および第族の金属の酸化物よりなる群から選ば
れた少なくとも2種の金属酸化物とシリカとを主
な構成成分とし球形状の無機酸化物及びその製造
方法を提供することにある。 また本発明の目的は粒子径が0.1〜1.0μmの範
囲にあり、粒度分布が非常に揃つた無機酸化物及
びその製造方法を提供するものである。 更にまた本発明の他の目的は複合材の補強材と
して用いる場合、複合材の機械的強度、表面硬化
を高めるだけでなく透明性および表面滑沢性の良
好な性状を付与した第族、第族、第族およ
び第族の金属の酸化物よりなる群から選ばれた
少なくとも2種の金属酸化物とシリカとを主な構
成成分とする球形状の無機酸化物及びその製造方
法を提供するにある。 更に本発明の他の目的は以下の詳細な説明で自
ら明らかになるであろう。 本発明者等はかゝる多くの技術課題を解決すべ
く鋭意研究を重ねた結果、第族、第族、第
族および第族の金属酸化物よりなる群から選ば
れた少なくとも2種の金属の酸化物とシリカとを
主な構成成分とし、形状が球形状の無機酸化物の
製造に成功し、ここに提案する至つた。 本発明の無機酸化物はシリカのシリコン原子と
第族、第族、第族又は第族の金属の酸化
物例えば酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カ
リウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸
化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化アルミニ
ウム、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化
ハフニウム、酸化錫、酸化鉛等が酸素を仲介に結
合しており、主に第族、第族、第族および
第族の金属の酸化物よりなる群から選ばれた少
なくとも2種の金属酸化物とシリカとが構成成分
となつている。そして上記第族、第族、第
族および第族の金属の酸化物(以下単に一般式
M1/2O、M2O、M3/2O3、M4O2、(但しM1は第 族の金属、M2は第族の金属、M3は第族の
金属、M4は第族の金属)で表示する場合もあ
る)の構成比率は得られる無機酸化物の形状に大
きな影響を与える。勿論M1/2O、M2O、M3/2、 およびM4O2の種類、製造方法、製造条件等によ
つてその構成比率が形状に与える影響は変つて来
るが一般に球形状の無機酸化物を得ようとする場
合はM1/2O、M2O、M3/2O3、およびM4O2の合 計の構成比率を20モル%以下におさえるのが好ま
しく、特に0.01〜15モル%の範囲のM1/2O、 M2O、M3/2O3、およびM4O2の合計の構成比率 を選択するときは粒子径が揃つた真球に近いもの
となる。該M1/2O、M2O、M3/2O3およびM4O2 の構成比率は化学分析することによつて確認出来
るが、M1/2O、M2O、M3/2O3およびM4O2の種 類によつては螢光X線分析によつて確認出来るも
のもある。しかし通常は原料比から理論的な計算
で算出されたものと大差を生じないので、製造原
料比が明らかな場合は該原料比より算出すること
も出来る。 本発明の無機酸化物はシリカとM1/2O、 M2O、M3/2O3およびM4O2との構成成分が一般 には化学的に結合して存在するものでこれらの構
成成分を物理的に分離することは出来ない。また
両成分が化学的に結合していることは通常無機酸
化物の赤外スペクトル及び屈折率を測定すること
で確認することが出来る。例えば赤外スペクトル
についてはM4O2がTiO2のときは950cm-1に特異
な吸収を認めることが出来るし、無機酸化物の屈
折率がその構成成分それぞれの屈折率の間にあ
り、M4O2の成分例えばTiO2、ZrO2が増加すると
供にシリカ単独の屈折率より高くなる事から確認
することが出来る。 本発明の無機酸化物は走査型又は透過型の電子
顕微鏡写真をとることにより、その形状、粒子
径、粒度分布等についての測定を行うことが出来
る。一般に本発明の無機酸化物はその粒子径が小
さく例えば0.1〜1.0μmの範囲のもので、その粒
度分布は著しく揃つたものである。例えば粒子径
の標準偏差値は1.30以下のものとすることも可能
である。 本発明で提供するM1/2O、M2O、M3/2O3お よびM4O2よりなる群から選ばれた少なくとも2
種の金属酸化物とシリカとを主な構成成分とする
無機酸化物は比表面積が100m2/g以上、一般に
は100〜200m2/gの範囲のものと、比表面積が
100m2/g未満、一般には1〜50m2/gの範囲の
ものとがある。詳しくは後述するが両成分の原料
をアルカリ性溶媒中で反応させ、加水分解するこ
とによつて得た無機酸化物は比表面積が一般に
100m2/g以上の大きいものである。かゝる無機
酸化物を500℃以上の温度一般には500〜1300℃の
程度の温度で焼成すれば無機酸化物の比表面積は
小さくなり100m2/g未満となる。しかしながら
シリカ/周期律表第族酸化物/チタンの構成成
分で且つ結晶性のものを除けば、いずれの無機酸
化物にあつてもその構成成分及び形状はほぼ同一
の構成比及び球形状を呈する。 本発明の無機酸化物はそのほとんどが必晶質或
いは非晶質と一部結晶質との混合物であるがM
1/2O、M2O、M3/2O3およびM4O2の種類によつ ては結晶質の混合物として製造される。一般にこ
れらの判定は本発明の無機酸化物をX線回析又は
屈折率測定等の手段で分析することによつて確認
することが出来る。 また本発明の無機酸化物の中にその表面に−
OH基を結合して有するものがあるので該OH基
の量はアルカリ中和法の測定で確認することが出
来る。一般に前記比表面積が大きい即ち焼成前の
ものは1.0〜2.0mmol/gの範囲で、また比表面
積が小さいもの即ち焼成後のものは0.01〜0.10m
mol/gの範囲でOH基を有する場合が多い。 更にまた本発明の無機酸化物の比重及び屈折率
はそれぞれ、該金属酸化物の種類と構成比率によ
つて異なるので一概に表示することが出来ない。
最も一般的には比重が1.20〜3.00、屈折率が1.35
〜1.70の範囲のものが多い。 本発明の無機酸化物は前記したようにその形状
が球形状である点で最も特徴的な用途を有する。
例えば歯科用充填剤として本発明の無機充填剤を
用いる場合は粉体の充填率を著しく高くすること
が出来、その結果、歯科用充填剤の機械的強度及
び表面硬度を高めうるだけでなく、透明性、表面
滑沢性が著しく改善されるという実用上の著しく
有用な効果を発揮する。また上記の他に本発明の
無機酸化物は触媒、触媒担体、焼結材、顔料、無
機イオン交換体、吸着剤等の広い用途に好適に使
用される。 本発明の無機酸化物は前記した種々の性状を有
するので種々の用途に使用されるが、その製法は
前記性状を与える方法である限り特に限定される
ものではない。最も代表的な方法について以下詳
細に説明する。 (1) 加水分解可能な有機珪素化合物と加水分解可
能な第族、第族、第族及び第族の金属
の有機化合物よりなる群から選ばれた少なくと
も2種の金属有機化合物とを含む混合溶液を、
該有機珪素化合物及び第族、第族、第族
及び第族の金属化合物は溶解するが反応生成
物は実質的に溶解しないアルカリ性溶媒中に添
加し、加水分解を行い、反応生成物を析出させ
る方法がある。 上記加水分解可能な有機珪素化合物は種々あ
るが、工業的に入手しやすいものとして例えば
一般式Si(OR)4で示されるアルコキシシラン又
はアルコキシシランを部分的に加水分解して得
られる低縮合物が特に限定されず使用される。
該一般式中のRはアルキル基で一般にはメチル
基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基等の
低級アルキル基が好適に使用される。これらの
アルコキシシランおよびその低縮合物は市販品
をそのまま又は蒸留精製して用いればよい。 またもう一つの原料である加水分解可能な第
族、第族、第族及び第族の金属の化合
物は特に限定されず公知のものが使用出来る
が、一般には一般式M1(OR′)、M2(OR′)2
M3(OR′)3、M4(OR′)4(但しR′はアルキル基)
で表示される金属アルコキシド化合物又は上記
一般式中の一つ又は二つのアルコキシド基
(OR′)がカルボキシル基あるいはβ−ジカル
ボニル基で置換された化合物が好ましい。ここ
でM1は第族の金属、M2は第族の金属M3
は第族の金属、M4は第族の金属で、具体
的には例えばリチウム、ナトリウム、カリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、アルミニウム、チタニウム、ジ
ルコニウム、ゲルマニウム、ハフニウム、錫又
は鉛が好適に使用される。本発明に於いて一般
に好適に使用される上記化合物を具体的に例示
すると、NaOCH3、NaOC2H5、NaOC3H7
の有機ナトリウム化合物及び上記Naに代つて、
Li、K等で代替した第族金属の化合物、Mg
(OCH32、Mg(OC2H52、Mg(OC3H72、Mg
(OC4H92、Mg(OC5H112等の有機マグネシウ
ム化合物及び上記Mgに代つて、Ca、Sr、Ba
等で代替した第族金属の化合物、Al
(OC2H52、Al(OC3H72、Al(OC4H92等の化
合物及び上記Alに代つて、βなどで代替した
第族金属の化合物、Ti(O−isoC3H74、Ti
(O−nC4H94、Ti(O−CH2CH(C2H5
C4H94、Ti(O−C17H354、Ti(O−
isoC3H72〔CO(CH3)CHCOCH32、Ti(O−
nC4H92〔OC2H4N(C2H4OH)22、Ti(OH)2
〔OCH(CH3)COOH〕2、Ti(OCH2CH(C2H5
CH(OH)C3H74、Ti(O−nC4H92
(OCOC17H35)、等の化合物及び上記Tiに代つ
て、Zr、Ge、Hf、Sn、Pb、等で代替した第
族金属の化合物等である。また、CaCl2、Ca
〔HOC6H4COO〕2・2H2O、などの化合物も好
適に使用出来る。 本発明に於ける前記アルコキシシラン又はそ
の低縮合物と前記有機金属化合物とは予め混合
し、混合溶液として調製する。上記混合溶液の
溶媒は前記原料を溶解するものであれば特に限
定されず使用出来るが、後述する反応性、操作
性、入手が容易な事等の理由で一般にはメタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、ブタノ
ール、イソアミルアルコール、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール等のアルコール溶
媒が好適に用いられる。またジオキサン、ジエ
チルエーテル等のエーテル溶媒、酢酸エチルな
どのエステル溶媒等の有機溶媒を上記アルコー
ル性溶媒に一部混合して用いる事もできる。ま
た前記原料はそれぞれ別々に溶媒に溶解してお
き該溶媒を混合するのが一般的であるが、一方
の原料を溶解した溶媒中に他の原料を添加し溶
解し混合溶液とすることも出来る。更にまた前
記原料を溶解した溶液の濃度は一般に低い方が
好ましいが、低くすぎると溶媒の使用量が著し
く増大するし、濃度が高すぎると反応に制御が
難しくなつたり取扱が不便になるので、これら
を勘案して適宜決定すればよい。一般には原料
濃度が50重量%以下好ましくは5〜50重量%の
範囲の濃度として使用するのが最も好ましい。 本発明の無機酸化物を球形状にするためには
一般に前記原料混合溶液中の第族、第族、
第族および第族の金属よりなる群から選ば
れた少なくとも2種の金属と珪素(Si)との混
合比及び該混合溶液中に添加される水の量を制
御すると好適である。例えば原料混合溶液中の
水は溶媒に含まれて来たり、或いは原料の有機
珪素化合物を加水分解するため積極的に添加さ
れるものであるが、該水の量が多すぎると無機
酸化物を球形状にするのは一般に難しく得られ
る無機酸化物の形状は不定形となる傾向があ
る。従つて球形状の無機酸化物を得るためには
前記混合溶液中の水の量は少ない方が好ましく
は一般にはモル比でH2O/M≧1.0好ましくは H2O/M≧2.0で且つH2O/Si≦4好ましくはH2O/Si≦ 1.0の条件を満足するように選べば良好である。
ここで、Mは、第族の金属のモル数である。
ただし混合溶液中に含まれる金属がジルコニウ
ムである場合にはその混合溶液中に水が含まれ
ていなくても、球形状の無機酸化物を得ること
ができる。又、同様に第族および第族の金
属にあつては、混合溶液中に水を添加しない方
が球形状の無機酸化物が得やすい傾向がある。 また混合溶液中に添加される水の量と同様に
SiとMとの混合比も制御するのが好ましく、一
般にはM/Si+M≦0.3好ましくはM/Si+M≦0.2と なるように選ばのが好適である。ここではMは
第族、第族、第族及び第族の金属より
なる群から選ばれた少なくとも2種の金属の合
計のモル数である。 上記条件が無機酸化物の生成にどのような作
用を及ぼすのか現在なお明確ではないが、混合
溶液中に含まれる金属が第族及び/又は第
族の金属である場合には、該無機酸化物の生成
時には中間体としてシラノール基を有するアル
コキシシランが存在している必要があるものと
推定している。ただし、理由は明確ではないが
第族の金属及び/又はジルコニウムの場合に
は必ずしもシラノール基を有するアルコキシシ
ランが存在している必要がないこともある。こ
の現象は次ぎの事実からも推定しうる。即ち、
例えばテトラエチルシリケート(Si(Oεt)4)に
水を加えて加水分解すると、加水分解直後に於
いては次ぎのようなシラノール基を有する中間
体が存在することをガスクロマトグラフイー等
の分析手段で確認出来る。
The present invention provides at least one metal oxide selected from the group consisting of novel metal oxides of Groups 1, 2, 3, and 3 (hereinafter abbreviated as Group 1, Group 3, Group 3, and Group 3, respectively) of the periodic table. The present invention relates to a spherical inorganic oxide whose main constituents are two types of metal oxides and silica, and a method for producing the same. Inorganic oxides whose main constituents are silica and group metal oxides, group metal oxides, or group metal oxides have been known, but their shapes are amorphous and spherical. unknown. Also, a known manufacturing method is to mix silica and group metal oxides, group metal oxides, group metal oxides, and/or group metal oxides, and melt the mixture at a high temperature above the melting point to obtain a glass-like material. It was a method of crushing solid materials. As a result, the shape is not only irregular as described above, but also the particle size distribution is extremely wide, so that it can only be used for limited purposes. In addition, as another manufacturing method, alkoxysilane and group
By mixing alcoholates of group metals and/or group metals and hydrolyzing this, an agar-like gel is obtained, and by calcining the agar-like substance, silica and group metals, It is known to obtain group metal oxides. This method is superior to the above-mentioned methods in that the agar-like gel can be changed into a limited shape by forming it into a plate or a fiber. However, even if such a production method is employed, it has not been possible to obtain an inorganic oxide having a spherical shape, and particularly having a small particle size, for example, a uniform particle size of 0.1 to 1.0 μm. Therefore, it has been a major technical challenge to obtain an inorganic oxide composed of silica having a spherical shape with uniform particle diameter and a group metal oxide, group group metal oxide, group group metal oxide, group group metal oxide, group group metal oxide, group group metal oxide. Therefore, the object of the present invention is to produce a spherical inorganic material whose main constituents are at least two metal oxides selected from the group consisting of Group 3, Group 3, Group 3 metal oxides, and Group 3 metal oxides, and silica. An object of the present invention is to provide an oxide and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide an inorganic oxide having a particle size in the range of 0.1 to 1.0 μm and a very uniform particle size distribution, and a method for producing the same. Furthermore, another object of the present invention is to improve the mechanical strength and surface hardening of a composite material when used as a reinforcing material for a composite material, and to impart good properties such as transparency and surface smoothness. To provide a spherical inorganic oxide whose main constituents are silica and at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Group 3, Group 3, and Group 3, and a method for producing the same. be. Further objects of the invention will become apparent from the detailed description below. As a result of intensive research aimed at solving many of these technical problems, the present inventors have discovered that at least two metals selected from the group consisting of Group 3, Group 3, Group 3 metal oxides, and Group 3 metal oxides. We have succeeded in producing an inorganic oxide with a spherical shape, which consists of oxide and silica as the main components, and we have now proposed it here. The inorganic oxide of the present invention is an oxide of a silicon atom of silica and a group metal, group group, group group or group metal such as lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, Aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, tin oxide, lead oxide, etc. are bonded through oxygen, and are mainly from the group consisting of oxides of group metals, The constituent components are at least two selected metal oxides and silica. and oxides of metals of the above- mentioned groups, groups , groups , groups , etc. , M 2 is a group metal, M 3 is a group metal, and M 4 is a group metal). Of course, the influence of the composition ratio on the shape will vary depending on the type of M1/ 2O , M2O, M3/ 2 , and M4O2 , manufacturing method, manufacturing conditions, etc., but in general, it is a spherical inorganic oxide. When trying to obtain the desired amount, it is preferable to suppress the total composition ratio of M1/2O, M2O , M3 / 2O3 , and M4O2 to 20 mol% or less, especially in the range of 0.01 to 15 mol%. When selecting the total composition ratio of M1/2O, M 2 O, M3/2O 3 and M 4 O 2 , the particles are close to perfect spheres with uniform particle diameters. The composition ratios of M1/ 2O , M2O, M3/ 2O3 and M4O2 can be confirmed by chemical analysis, but M1/ 2O , M2O, M3 / 2O3 and M4O2 Some types can be confirmed by fluorescent X-ray analysis. However, it is usually not much different from what is calculated theoretically from the raw material ratio, so if the manufacturing raw material ratio is known, it can also be calculated from the raw material ratio. In the inorganic oxide of the present invention, the constituent components of silica and M1/2O, M2O , M3 / 2O3 , and M4O2 generally exist chemically bonded, and these constituents are physically bonded. cannot be separated into Further, whether the two components are chemically bonded can usually be confirmed by measuring the infrared spectrum and refractive index of the inorganic oxide. For example, in the infrared spectrum, when M 4 O 2 is TiO 2 , a unique absorption can be observed at 950 cm -1 , and the refractive index of the inorganic oxide is between the refractive index of each of its constituent components; This can be confirmed from the fact that as the components of 4 O 2 , such as TiO 2 and ZrO 2 , increase, the refractive index becomes higher than that of silica alone. The shape, particle size, particle size distribution, etc. of the inorganic oxide of the present invention can be measured by taking a scanning or transmission electron micrograph. Generally, the inorganic oxide of the present invention has a small particle size, for example, in the range of 0.1 to 1.0 μm, and its particle size distribution is extremely uniform. For example, the standard deviation value of the particle diameter can be set to 1.30 or less. At least two selected from the group consisting of M1/2O, M 2 O, M3/2O 3 and M 4 O 2 provided in the present invention.
Inorganic oxides whose main constituents are metal oxides and silica have a specific surface area of 100 m 2 /g or more, generally in the range of 100 to 200 m 2 /g;
It may be less than 100 m 2 /g, generally in the range of 1 to 50 m 2 /g. Although the details will be described later, the inorganic oxide obtained by reacting and hydrolyzing the raw materials of both components in an alkaline solvent generally has a specific surface area of
It is large, 100m 2 /g or more. If such an inorganic oxide is calcined at a temperature of 500°C or higher, generally from 500 to 1300°C, the specific surface area of the inorganic oxide will be reduced to less than 100 m 2 /g. However, except for crystalline constituents of silica/periodic table group oxides/titanium, all inorganic oxides have almost the same composition ratio and spherical shape. . Most of the inorganic oxides of the present invention are essentially crystalline or a mixture of amorphous and partially crystalline, but M
Some types of 1/2O, M 2 O, M3/2O 3 and M 4 O 2 are produced as a crystalline mixture. Generally, these determinations can be confirmed by analyzing the inorganic oxide of the present invention by means such as X-ray diffraction or refractive index measurement. In addition, on the surface of the inorganic oxide of the present invention -
Since some have OH groups bonded to them, the amount of OH groups can be confirmed by measurement using an alkali neutralization method. In general, those with a large specific surface area, i.e. before firing, are in the range of 1.0 to 2.0 mmol/g, and those with a small specific surface area, i.e., after firing, are in the range of 0.01 to 0.10 mmol/g.
It often has an OH group in the range of mol/g. Furthermore, the specific gravity and refractive index of the inorganic oxide of the present invention cannot be generally indicated because they differ depending on the type and composition ratio of the metal oxide.
Most commonly specific gravity 1.20-3.00 and refractive index 1.35
Many are in the range of ~1.70. As described above, the inorganic oxide of the present invention has the most characteristic use in that it is spherical in shape.
For example, when the inorganic filler of the present invention is used as a dental filler, the powder filling rate can be significantly increased, and as a result, not only can the mechanical strength and surface hardness of the dental filler be increased, It exhibits extremely useful effects in practical use, such as significantly improved transparency and surface smoothness. In addition to the above, the inorganic oxide of the present invention is suitably used in a wide range of applications such as catalysts, catalyst carriers, sintered materials, pigments, inorganic ion exchangers, and adsorbents. Since the inorganic oxide of the present invention has the various properties described above, it can be used for various purposes, but the method for producing it is not particularly limited as long as it provides the above-mentioned properties. The most typical method will be explained in detail below. (1) A mixed solution containing a hydrolyzable organosilicon compound and at least two metal organic compounds selected from the group consisting of hydrolyzable organic compounds of Group 3, Group 3, and Group 3 metals. of,
The organosilicon compound and the metal compound of Group 1, Group 3, Group 3, and Group 3 are dissolved in an alkaline solvent in which the reaction product is not substantially dissolved, and hydrolysis is performed to precipitate the reaction product. There is a way. There are various types of hydrolyzable organosilicon compounds, but examples of which are industrially easily available include alkoxysilanes represented by the general formula Si(OR) 4 or low condensates obtained by partially hydrolyzing alkoxysilanes. may be used without particular limitation.
R in the general formula is an alkyl group, and lower alkyl groups such as methyl, ethyl, isopropyl, and butyl are preferably used. These alkoxysilanes and their low condensates may be used as commercially available products as they are or after being purified by distillation. Further, the hydrolyzable group metal compound, which is another raw material, is not particularly limited and any known compound can be used, but in general, the general formula M 1 (OR'), M 2 (OR′) 2 ,
M 3 (OR′) 3 , M 4 (OR′) 4 (R′ is an alkyl group)
A metal alkoxide compound represented by the formula or a compound in which one or two alkoxide groups (OR') in the above general formula is substituted with a carboxyl group or a β-dicarbonyl group is preferred. where M 1 is a group metal, M 2 is a group metal M 3
is a Group metal, M4 is a Group metal, such as lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, titanium, zirconium, germanium, hafnium, tin or lead. used. Specific examples of the above-mentioned compounds that are generally suitably used in the present invention include organic sodium compounds such as NaOCH 3 , NaOC 2 H 5 , NaOC 3 H 7 , and instead of the above-mentioned Na,
Compounds of group metals substituted with Li, K, etc., Mg
( OCH3 ) 2 , Mg( OC2H5 ) 2 , Mg( OC3H7 ) 2 , Mg
(OC 4 H 9 ) 2 , Mg (OC 5 H 11 ) 2 and other organomagnesium compounds, and instead of the above Mg, Ca, Sr, Ba
Compounds of group metals substituted with Al, etc.
Compounds such as (OC 2 H 5 ) 2 , Al(OC 3 H 7 ) 2 , Al(OC 4 H 9 ) 2, compounds of group metals such as β in place of the above Al, Ti(O- isoC3H7 ) 4 , Ti
(O- nC4H9 ) 4 ,Ti( O - CH2CH ( C2H5 )
C4H9 ) 4 , Ti ( O- C17H35 ) 4 , Ti (O-
isoC 3 H 7 ) 2 [CO(CH 3 )CHCOCH 3 ] 2 , Ti(O−
nC 4 H 9 ) 2 [OC 2 H 4 N(C 2 H 4 OH) 2 ] 2 , Ti(OH) 2
[OCH (CH 3 ) COOH] 2 , Ti (OCH 2 CH (C 2 H 5 )
CH(OH) C3H7 ) 4 , Ti ( O - nC4H9 ) 2
(OCOC 17 H 35 ), and group metal compounds in which Ti is replaced with Zr, Ge, Hf, Sn, Pb, etc. Also, CaCl 2 , Ca
Compounds such as [HOC 6 H 4 COO] 2.2H 2 O can also be suitably used. In the present invention, the alkoxysilane or its low condensate and the organometallic compound are mixed in advance to prepare a mixed solution. The solvent for the above mixed solution is not particularly limited and can be used as long as it dissolves the raw materials, but generally methanol, ethanol, isopropanol, butanol, Alcohol solvents such as isoamyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol are preferably used. Further, organic solvents such as ether solvents such as dioxane and diethyl ether, and ester solvents such as ethyl acetate may be used by partially mixing them with the above alcoholic solvent. In addition, although it is common to dissolve each of the raw materials separately in a solvent and then mix the solvents, it is also possible to add and dissolve one raw material in the solvent to form a mixed solution. . Furthermore, it is generally preferable that the concentration of the solution in which the raw materials are dissolved is low, but if it is too low, the amount of solvent used will increase significantly, and if the concentration is too high, it will be difficult to control the reaction and it will be inconvenient to handle. It may be determined appropriately by taking these into consideration. Generally, it is most preferable to use the raw material at a concentration of 50% by weight or less, preferably from 5 to 50% by weight. In order to make the inorganic oxide of the present invention into a spherical shape, generally the group group, group group,
It is preferable to control the mixing ratio of at least two metals selected from the group consisting of Group 3 and Group 3 metals and silicon (Si) and the amount of water added to the mixed solution. For example, water in a raw material mixed solution is included in the solvent or is actively added to hydrolyze the organic silicon compound of the raw material, but if the amount of water is too large, it may cause inorganic oxides to be dissolved. It is generally difficult to form a spherical shape, and the shape of the obtained inorganic oxide tends to be amorphous. Therefore, in order to obtain a spherical inorganic oxide, the amount of water in the mixed solution is preferably small, and generally the molar ratio is H2O /M≧1.0, preferably H2O /M≧2.0, and It is preferable to select it so as to satisfy the condition of H 2 O/Si≦4, preferably H 2 O/Si≦1.0.
Here, M is the number of moles of group metal.
However, when the metal contained in the mixed solution is zirconium, a spherical inorganic oxide can be obtained even if the mixed solution does not contain water. Similarly, in the case of group metals and group metals, spherical inorganic oxides tend to be more easily obtained when water is not added to the mixed solution. Also the amount of water added into the mixed solution
It is also preferable to control the mixing ratio of Si and M, and it is generally preferable to select the mixing ratio so that M/Si+M≦0.3, preferably M/Si+M≦0.2. Here, M is the total number of moles of at least two metals selected from the group consisting of Group 3, Group 3, Group 3, and Group 3 metals. It is currently not clear what effect the above conditions have on the production of inorganic oxides, but if the metal contained in the mixed solution is a group metal and/or group metal, the inorganic oxide It is estimated that an alkoxysilane having a silanol group must be present as an intermediate during the production of . However, although the reason is not clear, in the case of group metal and/or zirconium, it may not be necessary for an alkoxysilane having a silanol group to be present. This phenomenon can also be inferred from the following facts. That is,
For example, when tetraethyl silicate (Si(Oεt) 4 ) is hydrolyzed by adding water, it is confirmed by analytical means such as gas chromatography that the following intermediates with silanol groups are present immediately after hydrolysis. I can do it.

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 上記中間体は反応性に富み、相互に或いは他
のエチルシリケートと反応して脱アルコール反
応で高縮合体を形成し、消滅する。そして前記
中間体の生成量が適当な混合に最終反応生成物
である無機酸化物は球形状となる。出発原料と
して市販のテトラエチルシリケートを蒸留した
ものを用いる場合は所定量の水を添加後例えば
25℃で2時間〜3時間、60℃では数分〜10分程
度で目的とする中間体が得られるが加水分解し
にくい原料にあつては加水分解促進剤例えば、
硝酸等の鉱酸或いはイオン交換樹脂などを添加
することによつて加水分解を促進させることが
できる。上記加水分解促進剤を添加する場合は
該加水分解促進剤の添加量によつて加水分解速
度が異なるので予め適度に加水分解をうける反
応条件を決定しておけばよい。従つて前記原料
混合溶液中の水の量即ちテトラエチルシリケー
トの加水分解をさせるための水の量が得られる
無機酸化物の形状即ち球形状か否かに大きな影
響をもつことは上記結果からも明白であろう。
又、第族、第族、第族および第族の金
属の化合物よりなる群から選ばれた少なくとも
2種の金属化合物のうちで、その金属化合物が
第族及び第族の金属の化合物である場合に
は、混合溶液中にシラノール基を有するアルコ
キシシランがなくても第族及び/又は第族
の金属アルコキシシランとの中間体(例えば複
合アルコキシド)が生成しているものと推定さ
れる。 前記原料混合溶液中の第族、第族、第
族および第族の金属よりなる群から選ばれた
少なくとも2種の金属とSiとの存在比率は得ら
れる無機酸化物の屈折率に影響を与える。従つ
て屈折率の変化を必要とする場合は上記比率を
制御すればよい。 前記原料混合物は撹拌又は静置することによ
り、有機珪素化合物の一部は更に加水分解さ
れ、第族、第族、第族及び/又は第族
の金属の化合物と反応すると考えられる。なぜ
ならば後述するルカリ性溶媒中に有機珪素化合
物を溶解した溶液と第族、第族、第族及
び/又は第族の金属の化合物を溶解した溶液
とを予め混合調製することなくそれぞれ別々に
添加反応させても無機酸化物特に球形状のもの
を得ることは出来ない。従つて本発明の無機酸
化物の製造にあつては予め両原料を混合した溶
液を調製することが必要である。該混合溶液の
調製条件は特に限定されないが両原料を均一に
分散させ反応させるために一般には0〜80℃で
数分〜数時間撹拌下又は静置して調製するのが
好ましい。 特に、水を添加しない混合溶液を調製する場
合には、高い温度で還流する処置を行なつた方
が好ましい。 以上のように調製した原料混合溶液は次い
で、該両原料は溶解するが無機酸化物は実質的
に溶解しないアルカリ性溶媒中に添加し、周期
律表第族、第族、第族及び第族の金属
の酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも2
種の金属酸化物とシリカとを主な構成成分とす
る無機酸化物を析出させるのである。該両原料
は溶解するが生成する無機酸化物は実質的に溶
解しない溶媒は特に限定されず公知の有機溶媒
が使用される。一般に好適に使用される溶媒は
前記有機珪素化合物及び第族、第族、第
族及び/又は第族の金属の化合物の溶媒とし
て記載したものと同じアルコール性溶媒、又は
エーテル溶媒、エステル溶媒等の有機溶媒を前
記アルコール性溶媒に一部添加した混合溶媒と
水とよりなる含水溶溶媒である。上記含水溶媒
は前記したようにアルカリ性であることが必要
である。該アルカリ性にするためには公知の化
合物が使用出来るが一般にはアンモニアが最も
好適に使用される。 本発明の無機酸化物の形状特に球形状物の粒
子径は前記有機溶媒の種類、水の量、アルカリ
濃度等の要因によつて影響をうけるので予め適
宜これらの条件を決定しておくのが好ましい。
一般にはアルカリ性溶媒のアルカリ濃度は1.0
〜10mole/の範囲で選択するのが好ましく、
アルカリ濃度が高い程得られる無機酸化物の粒
子径は大きくなる傾向がある。また該アルカリ
性溶媒中の水の量は加水分解をより促進させて
無機酸化物を生成させるために必要とするもの
で、一般には0.5〜50mole/の範囲から選ぶ
のが好適である。該水の濃度は一般に高い程得
られる無機酸化物の粒子径は大きくなる傾向が
ある。更にまた無機酸化物の粒子径が影響をう
ける他の要因は前記有機溶媒の種類であり、一
般には炭素原子数の数が多くなれば得られる無
機酸化物の粒子径は大きくなる傾向がある。 前記アルカリ性溶媒中に原料混合溶液を添加
する方法は特に限定されないが一般には少量づ
つ長時間かけて添加するのが好ましく、通常数
分〜数時間の範囲で実施すればよい。また反応
温度は種々の条件によつて異なり一概に限定す
ることが出来ないが通常は大気圧下0℃〜40℃
好ましくは10〜30℃程度で実施すればよい。上
記反応はまた減圧下或いは加圧下で実施するこ
とも出来るが大気圧下で十分に進行するので常
圧で実施すればよい。 以上の反応操作によつて析出する生成物は分
離後乾燥すればよい。このようにして得られた
無機酸化物は前記したように周期律表第族、
第族、第族及び第族の金属の酸化物より
なる群から選ばれた少なくとも2種の金属酸化
物とシリカとを主な構成成分とし、比表面積が
100m2/g以上を有するものである。そして前
記のような種種の条件を選ぶことにより球形状
の一般に粒子径が0.1〜1.0μmの範囲で、粒子
径の標準偏差値が1.30以下と云うすぐれた粒度
分布を有する無機酸化物である。 (2) 前記(1)の方法においてアルカリ性溶媒中に予
め沈澱析出のための核となるシリカ重合体から
なる種子を存在させておき、しかるのちに前記
(1)と同様な反応を行い無機酸化物を得る方法が
ある。 上記方法における種子はシリカ重合体からな
る粒子であれば特に限定されず用いられる。そ
してこの様な種子を存在せしめる方法は特に限
定されないが例えば既に粒子として分離された
ものを、アルカリ性溶媒中にに分散せしめる方
法あるいは、アルカリ性溶媒中で生成せしめそ
のまま分離することなく種子として用いる方法
が好適に採用される。後者の方法について、更
に詳しく説明すると、予めアルコキシシラン又
はその低縮合物を更に加水分解する事により、
まずシリカ重合体からなる種子を生成させてお
き、該シリカ重合体の存在下に前記(1)と同様の
反応を行い無機酸化物を得る方法である。該ア
ルコキシシラン又はその低縮合物はこれらのア
ルコキシシランは溶解するが得られるシリカ重
合体は溶解しない溶媒中で加水分解されてシリ
カ重合体となる。該シリカ重合体は最終的に生
成する無機酸化物の核となるもので、必ずしも
上記溶媒中で沈澱物として肉眼で確認出来る程
の大きさとなる必要はなく、種子が生成してい
れば肉眼では確認出来ない程小さい粒子であつ
てもよい。またアルコキシシラン又はその低縮
合物からシリカ重合体を生成する方法は特に限
定されず公知の加水分解方法が採用出来る。例
えば前記(1)で説明したと同様のアルカリ性溶媒
中に前記(1)で説明したような特定量の水を存在
させ、アルコキシシラン又はその低縮合物を添
加すればよい。該アルコキシシラン又はその低
縮合物はそのまゝ添加してもよいが一般には前
記(1)で説明したような可溶性溶媒に溶解し、1
〜50重量%の濃度に調整して使用するのが好適
である。 上記シリカ重合体を生成させた後は前記(1)と
同じ操作で無機酸化物を析出させ、分離乾燥す
ればよい。このようにして得た無機酸化物はシ
リカを核に周期律表第族、第族、第族及
び第族の金属の酸化物よりなる群から選ばれ
た少なくとも2種の金属酸化物とシリカとを主
成分とする無機酸化物となるので得られる粒子
径の粒度分布は特に良好である。また得られる
無機酸化物の比表面積は100m2/g以上のもの
で、その粒径は0.1〜1.0μm程度のものとなる。 (3) 加水分解可能な有機珪素化合物と、加水分解
可能な周律表第族、第族、第族及び第
族の金属の化合物よりなる群から選ばれた少な
くとも2種の金属化合物とを含む混合溶液を、
該有機珪素化合物、及び周期律表第族、第
族、第族及び第族の金属の化合物よりなる
群から選ばれた少なくとも2種の金属化合物は
溶解するが反応生成物は溶解しないアルカリ性
溶媒中に添加し加水分解を行い反応生成物を析
出させ、次いで該反応系に加水分解可能な有機
珪素化合物を添加し加水分解させて得る方法が
ある。 上記(3)の方法は周期律表第族、第族、第
族及第族の金属の酸化物よりなる群から選
ばれた少なくとも2種の金属酸化物とシリカと
を主な構成成分とする無機酸化物を析出させる
操作までは前記(1)と同じであるが、本方法では
該無機酸化物の沈澱を生成させた後、有機珪素
化合物を添加反応させるものである。該最後に
反応させる有機珪素化合物は前記原料として使
用する一般式Si(OR)4(但しRはアルキル基)
で示されるアルコキシシラン又はその低縮合物
が特に限定されず使用しうる。また該析出物に
該アルコキシシラン又はその低縮合物を反応さ
せる方法は特に限定されず公知の方法で実施出
来る。例えば前記析出物を含むアルカリ性溶媒
中に、または該析出物を分離後再度不溶性溶媒
に分散させる方法で調製したスラリー溶液中に
アルコキシシラン又はその低縮合物を溶解した
溶液を添加し反応させればよい。上記析出物の
不溶性溶媒及びアルコキシシランを溶解する溶
液としては前記原料を溶解するのに使用される
溶媒と同種のものが好適に使用される。またア
ルコキシシラン又はその低縮合物を該析出物に
反応させるためには該アルコキシシランが加水
分解を受ける必要があるので上記反応溶媒中に
は水の存在が必要である。該水の量は前記(1)の
周期律表第族、第族、第族及び第族の
金属の酸化物よりなる群から選ばれた少なくと
も2種の金属酸化物とシリカとを主な構成成分
とする反応生成物を析出させる場合の条件と同
様である。また前記アルコキシシラン又はその
低縮合物を溶解した溶媒を前記析出物が存在す
る溶液に添加反応させる時のアルコキシシラン
濃度は低い方がよく一般には50重量%以下好ま
しくは1〜30重量%で使用するとよい。また上
記アルコキシシラン溶液の添加時間は添加する
溶媒の量によつて異なるが一般には数分〜数時
間の範囲から選べばよい。勿論前記アルコキシ
シランを添加する場合、溶媒に溶解することな
くアルコキシシランを前記析出物が存在する溶
媒中に直接添加反応させることも出来るがこの
ような方法に工業的に反応の制御が難しいので
出来ればさけた方がよい。 上記方法で得られる無機酸化物の析出は分離
後乾燥すればよい。また上記無機酸化物は周期
律表第族、第族、第族及び第族の金属
の酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも2
種の金属酸化物とシリカとを主な構成成分と
し、その比表面積が100m2/g以上のものであ
る。しかしその製法上から、無機酸化物は粒子
表面層はシリカのみ又はシリカ含量の高い層で
被われており、粒子内部が周期律表第族、第
族、第族及び第族の金属酸化物よりなる
群から選ばれた少なくとも2種の金属酸化物と
シリカとが結合した構成となつていると推定さ
れる。そして上記のようにして得られた無機酸
化物は化学的にはシリカに近い性質を有するも
のとなる。 (4) 前記(3)の方法においてアルカリ性溶媒中に前
記(2)の方法と同様に予めシリカ重合体からなる
種子を存在させておき、しかるのちに前記(3)と
同様な反応を行い無機酸化物を得る方法であ
る。 上記(4)の方法は前記(1)、(2)及び(3)を組合せた
方法でこれらの反応に際して説明した条件がそ
のまゝ採用しうる。この方法で得られた無機酸
化物はシリカ重合体の種子を中心に周期律表第
族、第族、第族および第族の金属の酸
化物よりなる群から選ばれた少なくとも2種の
金属酸化物とシリカとを主として構成成分とす
る層が存在し、表面には主としてシリカよりな
る層で被われた無機酸化物が存在する。また該
無機酸化物の比表面積は100m2/g以上の大き
なもので、球状体にあつてはその粒子径も0.1
〜1.0μmの範囲のものでその粒子径の標準偏差
値が1.30以下のものを得ることが出来る。 以上の(1)、(2)、(3)及び(4)の方法で得られる無機
酸化物はいずれも白色ないし黄白色の無定形の粉
体を主体とするもので特に球形状の粒子体として
得られるものが有用である。このようにして得ら
れた無機酸化物は一般に前記したように比表面積
が100m2/g以上の大きいものであるので触媒、
触媒担体、吸着剤等の比表面積を必要とする分野
に好適に使用される。 本発明で提供する無機酸化物は上記(1)〜(4)の方
法で得られた生成物を焼成することにより、その
表面の−OH基を極端に少なくしたものも存在す
る。該焼成方法は特に限定されず公知の方法で
200〜1300℃或いはそれ以上の温度で焼成すれば
よい。又、該無機酸化物は特に周期律表第族の
金属酸化物の含有量によつては、該温度範囲内で
溶融して、球形状がくずれて、不定形になること
もあるので、該金属酸化物の含有量に応じた温度
を選んで焼成することが好ましい。該焼成するこ
とによつて無機酸化物の比表面積は小さくなり
500℃以上の温度で焼成すると100m2/g未満の比
表面積となる。また球形状の無機酸化物を焼成す
ると約500℃以上の温度の場合は一般に粒子径か
ら真球として理論的に計算される比表面積とほゞ
同等のものとなる場合が多い。 上記焼成温度は粉体の構造を変化させる場合が
ある。例えば非晶質の前記無機酸化物が焼成によ
つて非晶質のまゝ存在したり、非晶質に一部結晶
質が混じつたものとなつたり、更には結晶質物質
が混在するようになる場合でさえある。 前記100m2/g以上の無機酸化物で、その構成
成分がシリカ/周期律表第族酸化物/チタンよ
りなる無機酸化物を、500℃以上特に1000℃以上
で焼成すると結晶質の無機酸化物となり、本発明
の前記無機酸化物とはその性状を多少異にする。
従つて本発明からかゝる結晶質の無機酸化物は除
外される。 前記焼成後に得られる無機機酸化物はすぐれた
性状を有し、例えば歯科用充填剤の粉体成分とし
てすぐれたものとなる。 以下歯科用充填剤の粉体成分として使用した場
合の複合材について説明する。 例えば重合可能なビニルモノマーと粒子径が
0.1〜1.0μmの範囲にある前記焼成後の球状粒子
とよりなる複合材とするときすぐれた性状を示
す。 上記複合材の1成分は重合可能なビニルモノマ
ーである。該ビニルモノマーは特に限定的ではな
く、一般に歯科用復合材として使用されている公
知なものが使用出来る。該ビニルモノマーとして
最も代表的なものはアクリル基及び/又はメタク
リル基を有する重合可能なビニルモノマーであ
る。具体的に上記アクリル基及び/又はメタクリ
ル基を有するビニルモノマーについて例示すると
例えば2,2−ビス〔4(2−ヒドロキシ−3−
メタクリルオキシプロポキシ)フエニル〕プロパ
ン、メチルメタクリレート、ビスメタクリロエト
キシフエニルプロパン、トリエチレングリコール
ジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタ
クリレート、テトラメチロールトリアクリレー
ト、テトラメチロールメタントリメタクリレー
ト、トリメチロールエタントリメタクリレート等
が好適である。また下記の構造式で示されるウレ
タン構造を有するビニルモノマーも好適に使用さ
れる。 但し上記式中、R1、R2、R3及びR4は同種又は
異種のH又はCH3で、(−A)−は(−CH2)−6
[Formula] The above intermediates are highly reactive and react with each other or with other ethyl silicates to form a high condensate through dealcoholization and disappear. When the intermediates are mixed in appropriate amounts, the final reaction product, the inorganic oxide, becomes spherical. When using distilled commercially available tetraethyl silicate as a starting material, for example, after adding a predetermined amount of water,
The desired intermediate can be obtained in 2 to 3 hours at 25°C and in a few minutes to 10 minutes at 60°C, but for raw materials that are difficult to hydrolyze, hydrolysis accelerators such as
Hydrolysis can be promoted by adding a mineral acid such as nitric acid or an ion exchange resin. When adding the above-mentioned hydrolysis accelerator, since the rate of hydrolysis varies depending on the amount of the hydrolysis accelerator added, it is sufficient to determine in advance reaction conditions that will cause hydrolysis to occur appropriately. Therefore, it is clear from the above results that the amount of water in the raw material mixture solution, that is, the amount of water for hydrolyzing tetraethylsilicate, has a large effect on the shape of the obtained inorganic oxide, that is, whether it is spherical or not. Will.
Furthermore, among at least two metal compounds selected from the group consisting of Group 3, Group 3, Group 3, and Group 3 metal compounds, when the metal compound is a Group 3 or Group 3 metal compound; It is presumed that even if there is no alkoxysilane having a silanol group in the mixed solution, intermediates (for example, complex alkoxides) with group and/or group metal alkoxysilanes are formed. The abundance ratio of Si and at least two metals selected from the group consisting of Group 3, Group 3, Group 3, and Group 3 metals in the raw material mixed solution influences the refractive index of the obtained inorganic oxide. . Therefore, if it is necessary to change the refractive index, the above ratio may be controlled. It is believed that when the raw material mixture is stirred or left to stand still, a part of the organosilicon compound is further hydrolyzed and reacts with the Group 3, Group 3, Group 3, and/or Group metal compound. This is because a solution of an organosilicon compound dissolved in a alkaline solvent and a solution of a compound of a group metal, a group metal, a group metal, and/or group metals are added separately without pre-mixing them. Even if the reaction is carried out, an inorganic oxide, especially one having a spherical shape, cannot be obtained. Therefore, in producing the inorganic oxide of the present invention, it is necessary to prepare a solution in which both raw materials are mixed together in advance. The conditions for preparing the mixed solution are not particularly limited, but it is generally preferable to prepare the mixed solution under stirring or standing at 0 to 80° C. for several minutes to several hours in order to uniformly disperse and react both raw materials. In particular, when preparing a mixed solution without adding water, it is preferable to reflux the solution at a high temperature. The raw material mixed solution prepared as above is then added to an alkaline solvent in which both of the raw materials are dissolved but the inorganic oxide is not substantially dissolved, and the solution is added to an alkaline solvent in which both the raw materials are dissolved but the inorganic oxide is not substantially dissolved. At least two selected from the group consisting of metal oxides
This precipitates an inorganic oxide whose main components are a metal oxide and silica. The solvent that dissolves both raw materials but does not substantially dissolve the produced inorganic oxide is not particularly limited, and known organic solvents may be used. Solvents that are generally suitably used are the same alcoholic solvents as mentioned above as solvents for the organosilicon compounds and compounds of Group 3, Group 3, Group 3 and/or Group metals, or ether solvents, ester solvents, etc. It is a water-containing solvent consisting of water and a mixed solvent in which an organic solvent is partially added to the alcoholic solvent. As mentioned above, the water-containing solvent needs to be alkaline. Although known compounds can be used to make the mixture alkaline, ammonia is generally most preferably used. The shape of the inorganic oxide of the present invention, particularly the particle size of the spherical particles, is affected by factors such as the type of organic solvent, the amount of water, and the alkali concentration, so it is recommended to determine these conditions appropriately in advance. preferable.
Generally, the alkaline concentration of alkaline solvent is 1.0
It is preferable to select within the range of ~10 mole/
The higher the alkali concentration, the larger the particle size of the obtained inorganic oxide tends to be. The amount of water in the alkaline solvent is required to further promote hydrolysis and generate inorganic oxides, and is generally preferably selected from the range of 0.5 to 50 mole/mole/. Generally, the higher the concentration of water, the larger the particle size of the obtained inorganic oxide tends to be. Furthermore, another factor that influences the particle size of the inorganic oxide is the type of organic solvent, and generally the particle size of the obtained inorganic oxide tends to increase as the number of carbon atoms increases. The method of adding the raw material mixture solution to the alkaline solvent is not particularly limited, but it is generally preferable to add the raw material mixture solution in small amounts over a long period of time, and it may be generally carried out within a range of several minutes to several hours. The reaction temperature varies depending on various conditions and cannot be absolutely limited, but it is usually 0°C to 40°C under atmospheric pressure.
What is necessary is just to carry out preferably at about 10-30 degreeC. The above reaction can also be carried out under reduced pressure or increased pressure, but since it proceeds satisfactorily under atmospheric pressure, it may be carried out at normal pressure. The product precipitated by the above reaction operation may be separated and then dried. As mentioned above, the inorganic oxides obtained in this way are from group 3 of the periodic table.
The main constituents are at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Group 3, Group 3, and Group 3 metals, and silica, and the specific surface area is
100m 2 /g or more. By selecting the various conditions as described above, the resulting inorganic oxide has a spherical shape, generally has an excellent particle size distribution in the range of 0.1 to 1.0 μm, and has a standard deviation value of 1.30 or less. (2) In the method of (1) above, seeds made of silica polymer that will serve as a nucleus for precipitation are pre-existing in an alkaline solvent, and then the above-mentioned
There is a method of obtaining inorganic oxides by carrying out a reaction similar to (1). The seeds used in the above method are not particularly limited as long as they are particles made of silica polymer. The method of making such seeds exist is not particularly limited, but for example, a method of dispersing particles that have already been separated into particles in an alkaline solvent, or a method of producing them in an alkaline solvent and using them as seeds without separating them is possible. Suitably adopted. To explain the latter method in more detail, by further hydrolyzing the alkoxysilane or its low condensate in advance,
First, seeds made of silica polymer are generated, and the same reaction as in (1) above is carried out in the presence of the silica polymer to obtain an inorganic oxide. The alkoxysilane or its low condensate is hydrolyzed into a silica polymer in a solvent that dissolves the alkoxysilane but does not dissolve the resulting silica polymer. The silica polymer serves as the core of the inorganic oxide that will eventually be produced, and it does not necessarily have to be large enough to be visible to the naked eye as a precipitate in the above solvent. The particles may be so small that they cannot be detected. Further, the method for producing a silica polymer from alkoxysilane or its low condensate is not particularly limited, and any known hydrolysis method can be employed. For example, a specific amount of water as explained in (1) above may be present in the same alkaline solvent as explained in (1) above, and alkoxysilane or a low condensate thereof may be added. The alkoxysilane or its low condensate may be added as is, but generally it is dissolved in a soluble solvent as explained in (1) above, and 1
It is preferable to adjust the concentration to 50% by weight. After producing the silica polymer, the inorganic oxide may be precipitated in the same manner as in (1) above, followed by separation and drying. The inorganic oxide thus obtained contains silica as a core, at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3 and 3 of the periodic table, and silica. Since it is an inorganic oxide mainly composed of , the resulting particle size distribution is particularly good. The specific surface area of the obtained inorganic oxide is 100 m 2 /g or more, and the particle size is about 0.1 to 1.0 μm. (3) A mixed solution containing a hydrolyzable organosilicon compound and at least two metal compounds selected from the group consisting of hydrolyzable compounds of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table metals. of,
In an alkaline solvent in which the organosilicon compound and at least two metal compounds selected from the group consisting of compounds of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table are dissolved, but the reaction product is not dissolved. There is a method in which the reaction product is precipitated by adding it to the reaction system and performing hydrolysis, and then adding a hydrolyzable organosilicon compound to the reaction system and causing the hydrolysis. In the method (3) above, the main constituents are at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3 and 3 of the periodic table, and silica. The steps up to the step of precipitating the inorganic oxide are the same as in (1) above, but in this method, after the inorganic oxide is precipitated, an organic silicon compound is added and reacted. The organosilicon compound to be reacted at the end has the general formula Si(OR) 4 (where R is an alkyl group) used as the raw material.
Alkoxysilanes represented by or lower condensates thereof can be used without particular limitation. Further, the method of reacting the alkoxysilane or its low condensate with the precipitate is not particularly limited and can be carried out by any known method. For example, if a solution in which alkoxysilane or its low condensate is dissolved is added to an alkaline solvent containing the precipitate, or to a slurry solution prepared by redispersing the precipitate in an insoluble solvent after separation, and the reaction is caused. good. As the solution for dissolving the insoluble solvent for the precipitate and the alkoxysilane, the same type of solvent as the solvent used for dissolving the raw materials is preferably used. In addition, in order to cause the alkoxysilane or its low condensate to react with the precipitate, the alkoxysilane needs to undergo hydrolysis, so the presence of water is necessary in the reaction solvent. The amount of water is mainly composed of silica and at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table in (1) above. The conditions are the same as those for precipitating the reaction product as a component. Furthermore, when the solvent in which the alkoxysilane or its low condensate is dissolved is added to the solution in which the precipitate is present, the alkoxysilane concentration should be lower. Generally, it is used at 50% by weight or less, preferably 1 to 30% by weight. It's good to do that. Further, the addition time of the alkoxysilane solution may vary depending on the amount of solvent added, but may generally be selected from a range of several minutes to several hours. Of course, when adding the alkoxysilane, it is also possible to directly add the alkoxysilane to the solvent in which the precipitate is present without dissolving it in the solvent, but this method is difficult to control the reaction industrially, so it is not possible to do so. It's better to leave it alone. The precipitated inorganic oxide obtained by the above method may be separated and then dried. Further, the inorganic oxide is at least two selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table.
The main constituents are seed metal oxides and silica, and the specific surface area is 100 m 2 /g or more. However, due to the manufacturing method, the particle surface layer of inorganic oxides is covered with only silica or a layer with high silica content, and the inside of the particle is covered with metal oxides of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table. It is estimated that the structure is a combination of at least two metal oxides selected from the group consisting of silica and silica. The inorganic oxide obtained as described above has chemical properties similar to silica. (4) In the method (3) above, seeds made of silica polymer are pre-existing in an alkaline solvent in the same manner as in the method (2) above, and then the same reaction as in (3) above is carried out to remove the inorganic This is a method of obtaining oxides. The method (4) above is a combination of the above (1), (2) and (3), and the conditions explained for these reactions can be used as they are. The inorganic oxide obtained by this method is an oxide of at least two metals selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table, mainly containing silica polymer seeds. There is a layer mainly composed of silica and silica, and on the surface there is an inorganic oxide covered with a layer mainly composed of silica. Furthermore, the specific surface area of the inorganic oxide is as large as 100 m 2 /g or more, and the particle size of the spherical body is 0.1 m 2 /g or more.
It is possible to obtain particles with a standard deviation value of 1.30 or less in the range of ~1.0 μm. The inorganic oxides obtained by the above methods (1), (2), (3), and (4) are mainly composed of white to yellowish white amorphous powder, especially spherical particles. The results obtained are useful. As mentioned above, the inorganic oxide thus obtained generally has a large specific surface area of 100 m 2 /g or more, so it can be used as a catalyst.
Suitable for use in fields requiring specific surface area such as catalyst carriers and adsorbents. Some of the inorganic oxides provided by the present invention have an extremely reduced number of -OH groups on their surfaces by calcining the products obtained by the methods (1) to (4) above. The firing method is not particularly limited and may be any known method.
It may be fired at a temperature of 200 to 1300°C or higher. In addition, depending on the content of metal oxides in Group 3 of the periodic table, the inorganic oxide may melt within the temperature range, lose its spherical shape, and become amorphous. It is preferable to select a firing temperature depending on the content of metal oxide. By firing, the specific surface area of the inorganic oxide becomes smaller.
When fired at a temperature of 500° C. or higher, the specific surface area becomes less than 100 m 2 /g. Furthermore, when a spherical inorganic oxide is fired at a temperature of about 500° C. or higher, the specific surface area is often almost the same as that theoretically calculated from the particle size as a true sphere. The above firing temperature may change the structure of the powder. For example, when the amorphous inorganic oxide is fired, it may remain amorphous, become amorphous with some crystalline material, or even become mixed with crystalline material. There are even cases where it happens. When the above-mentioned inorganic oxide of 100 m 2 /g or more and whose constituent components are silica/periodic table group oxide/titanium is fired at 500°C or higher, especially 1000°C or higher, it becomes a crystalline inorganic oxide. Therefore, its properties are somewhat different from the inorganic oxide of the present invention.
Therefore, such crystalline inorganic oxides are excluded from the present invention. The inorganic oxide obtained after the calcination has excellent properties and is excellent as a powder component of dental fillers, for example. The composite material used as a powder component of a dental filler will be described below. For example, if the polymerizable vinyl monomer and particle size
It exhibits excellent properties when made into a composite material consisting of the above-mentioned fired spherical particles having a size in the range of 0.1 to 1.0 μm. One component of the composite is a polymerizable vinyl monomer. The vinyl monomer is not particularly limited, and known ones commonly used as dental composite materials can be used. The most typical vinyl monomer is a polymerizable vinyl monomer having an acrylic group and/or a methacrylic group. Specifically, examples of vinyl monomers having an acrylic group and/or methacrylic group include 2,2-bis[4(2-hydroxy-3-
Preferred are methacryloxypropoxy)phenyl]propane, methyl methacrylate, bismethacryloethoxyphenylpropane, triethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, tetramethylol triacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, etc. . Also preferably used is a vinyl monomer having a urethane structure represented by the following structural formula. However, in the above formula, R1 , R2 , R3 and R4 are the same or different H or CH3 , (-A)- is ( -CH2 ) -6 ,

【式】又は[Formula] or

【式】が好適である。 これらのビニルモノマーは歯科用材料としては
公知なものであるので必要に応じて単独で或いは
混合して使用すればよい。 前記複合材の他の成分は前記無機酸化物であ
る。前記無機酸化物は粒子径が0.1〜1.0μmの範
囲にある球状粒子で且つ該粒子径の分布の標準偏
差値が1.30以内にあるものを使用すると好適であ
る。上記粒子径、粒子形状及び粒子径の分布は歯
科用複合材に使用する限りいずれも非常に重要な
要因となる。例えば上記粒子径が0.1μmより小さ
い場合には重合可能なビニルモノマーと練和して
ペースト状の混合物とする際に粘度の上昇が著し
く、配合割合を増加させて粘度上昇を防ごうとす
れば操作性が悪化するので実質的に実用に供する
材料となり得ない。また該粒子径が1.0μmより大
きい場合は、ビニルモノマーの重合硬化後の樹脂
の耐摩耗性あるいは表面の滑沢性が低下し、更に
表面硬度も低下する等の欠陥があるため好ましく
ない。また粒子径の分布の標準偏差値が1.30より
大きくなると複合材の操作性が低するので実用に
供する複合材とはなり得ない。更にまた前記無機
酸化物が前記粒子径0.1〜1.0μmの範囲で、粒子
径の分布の標準偏差が1.30以内の粒子であつて
も、該粒子の形状が球形状でなければ耐摩耗性、
表面の滑沢性、表面硬度等に於いて満足のいくも
のとはなり得ない。例えば歯科用修復材として上
記複合材を用いる場合には操作性が重要な要因と
なるばかりでなく、得られる硬化後の複合レジン
の機械的強度、耐摩耗性、表面の滑沢性等を十分
に良好に保持しなければならない。そのために一
般に前記無機酸化物の添加量は70〜90重量%の範
囲となるように選ぶのが好ましい。 また上記歯科用複合修復材として使用する場合
には一般に前記無機酸化物と重合可能なビニルモ
ノマーおよび重合促進剤(例えば第三級アミン化
合物)からなるペースト状混合物の無機酸化物と
ビニルモノマーおよび重合開始剤(例えばベンゾ
イルパーオキサイドの如き有機過酸化物)からな
るペースト状混合物とをそれぞれあらかじめ調製
しておき、修復操作の直前に両者を混練して硬化
させる方法が好適に用いられる。上記複合材を硬
化させた複合レジンは従来のものに比べて圧縮強
度等の機械的強度は劣ることなく、しかも耐摩耗
性あるいは表面の滑沢性に優れ、さらには表面硬
度が高く、表面研磨仕上げが非常に容易である上
に透明性が向上するという多くの優れた特徴を有
している。しかしこのような特徴があらわれる理
由については現在必ずしも明確ではないが、本発
明者等は次の様に考えている。即ち、第1の粒子
の形状が球形状でしかも粒子径の分布の標準偏差
値が1.30以内というような粒子径のそろつた無機
酸化物を用いる事によつて、従来の粒子径分布の
広いしかも形状の不揃いな充填剤を用いる場合に
比べて、硬化して得られる複合レジン中に無機酸
化物がより均一にしかも密に充填される事及び第
2にさらに粒子径の範囲が0.1〜1.0μmの範囲内
であるものを用いる事により、粒子径が数十μm
もある従来の無機充填材を用いる場合に比べて、
硬化後の複合レジンの研磨面は滑らかになり、逆
に数十nmの微細粒子を主成分する超微粒子充填
材を用いる場合に比べて充填剤の全比表面積が小
さく、従つて適当な操作性を有する条件下で充填
材の充填量が多くできる事などの理由が考えられ
る。 以上の如く形状に起因する特徴の外に本発明に
よる充填材は、充填材自身の屈折率をビニルモノ
マーの重合体のそれと一致させる事が容易である
ので、該屈折率を一致することにより極めて透明
性に優れた複合レジンが得られる。 上記の複合材は前記特定の無機酸化物と重合可
能なビニルモノマーとを配合することにより、上
記したように従来予想し得なかつた数々のメリツ
トを発揮させるものである。前記複合材は重合可
能なビニルモノマー成分と特定の無機酸化物成分
との2成分の配合で前記メリツトを発揮するもの
であるが、これらの成分の他に一般に歯科用修復
材として使用される添加成分を必要に応じて添加
することも出来る。これらの添加成分の代表的な
ものは次のようなものがある。例えばラジカル重
合禁止剤、色合せのための着色顔料、紫外線吸収
剤などがある。 以下実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説
明するが、以下の実施例で利用した種々の性状の
測定は特にことわらない限り次ぎのようにして実
施した。 (1) 屈折率 試料の無機酸化物の屈折率と同じ屈折率の溶
媒を調製し、その溶媒の屈折率の試料と屈折率
とした。溶媒の調製方法としては、試料を溶媒
に懸濁させ、肉眼観察により透明に見えるよう
な溶媒の組成を一定温度下で調製した。使用し
た溶媒はペンタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、トルエン、スチレンおよびヨウ化メチレン
等であり、溶媒の屈折率はアベの屈折計で測定
した。 (2) 表面OH基の数 試料の無機酸化物を2.00秤量し(Wgとする)
100mlの三角フラスコに入れ、0.05NのNaOH
水溶液を80ml加え、ゴム栓で密栓し12時間撹拌
しながら放置した。その後無機酸化物と溶液を
遠心分離機で分離し、この溶液から10mlをペピ
ツト採り、0.05NのHCl水溶液で中和滴定し
た。その中和に要するHCl水溶液をAmlとす
る。なお試料を入れずに同様な操作をし、その
中和に要するHCl水溶液をBmlとする。無機酸
化物の単位重量当りの表面−OH基の量(Xm
mole/g)は次式によつて算出される。 X=(B−A)×0.05×8/W (3) 比重 ピクノメーター法に従つて比重を測定した。 (4) 粒子径および粒子径分布の標準偏差値 粉体の走査型電子顕微鏡写真を撮り、その写
真の単位視野内に観察される粒子の数(n)、
および粒子径(直径xi)を求め、次式により算
出される。 (5) 比表面積 柴田化学器機工業(株)迅速表面測定装置SA−
1000を用いた。測定原理はBET法である。 (6) 複合材のペーストの調製および硬化方法 先ず、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシランによつて表面処理された非晶質シリ
カとビニルモノマーを所定の割合でメノウ乳鉢
に入れ均一なペーストとなるまで十分混練し
た。次いで該ペーストを二等分し、一方のペー
ストにはさらに重合促進剤を加え、十分混合し
た(これをペーストAとする)。また他のペー
ストには有機過酸化物触媒を加え十分混合した
(これをペーストBとする)。次にペーストA及
びペーストBの等量を約30秒間混練し、型枠に
充填し硬化させた。 (7) 圧縮強度 ペーストA及びペーストBを混合して、室温
で30分間重合させた後、37℃、水中24時間浸漬
したものを試験片とした。その大きさ、形状は
直径6mm、高さ12mmの円柱状のものである。こ
の試験片を試験機(東洋ボードウイン製UTM
−5T)に装置し、クロスヘツドスピード10
mm/minで圧縮強度を測定した。 (8) 曲げ強度 ペーストA及びペーストBを混合して室温で
30分間重合させた後、37℃、水中24時間浸漬し
たものを試験片とした。その大きさ、形状は2
×2×25mmの角柱状のものである。曲げ試験は
支点間距離20mmの曲げ試験装置を東洋ボードウ
イン製UTM−5Tに装着して行ない、クロスヘ
ツドスピード0.5mm/minとした。 (9) 歯ブラシ摩耗深さ、および表面粗さ ペーストA及びペーストBを混合して室温で
30分間重合させた後、37℃、水中24時間浸漬し
たものを試験片とした。その大きさ、形状は
1.5×10×10mmの板状のものである。試験片を
荷重400gで歯ブラシで1500m摩耗した後、表
面粗さ計(サーフコムA−100)で十点平均あ
らさを求めた。又摩耗深さは摩耗重量を複合レ
ジンの密度で除して求めた。 (10) 表面硬度 ペーストA及びペーストBを混合して室温で
30分間重合させた後、37℃、水中24時間浸漬し
たものを試験片とした。その大きさ、形状は
2.5×10mmの円板状のものである。測定はミク
ロプリネル硬さ試験を用いた。 また実施例で使用した略記は特に記さない限り
次の通りである。 なお表1〜20の無機酸化物の焼成時間は特に記
さない限り4時間とした。 AM;非晶質、AN;アナターゼ、AM+
AN;非晶質とアナターゼの混在、AM+H;非
晶質と正方晶系ジルコニアの混在、IPA;イソプ
ロパノール、MeOH;メタノール、BuOH;ブ
タノール、 実施例 1 水1.8gを蒸留したテトラエチルシリケート
(Si(OC2H54、日本コルコート化学社製製品名;
エチルシリケート28)104gをメタノール0.2に
溶かし、この溶液を室温で約2時間撹拌しながら
加水分解した後、これにテトラブチルチタネート
(Ti(o−nC4H94、日本曹達製)17.0gをイソプ
ロパノール1.0に溶かした溶液に撹拌しながら
添加し、テトラエチルシリケートの加水分解物と
テトラブチルチタネートとの混合溶液(A)を調製し
た。次に、バリウムビスイソペントキサイド7.8
gとテトラエチルシリケート104gをメタノール
1.0に溶かし、その溶液を90℃、窒素雰囲気下
で30分間還流し、その後室温まで戻し、混合溶液
(B)を調製した。さらに混合溶液(A)と混合溶液(B)と
を室温で混合し、これを混合溶液(C)とした。 次に撹拌機つきの内容積10のガラス製反応容
器にメタノール2.5を満し、これに500gのアン
モニア水溶液(濃度25wt%)を加えてアンモニ
ア性メタノール溶液を調製し、この溶液に先に調
製した混合溶液(C)を反応容器の温度を20℃に保ち
ながら約4時間かけて添加した。添加開始後数分
間で反応液は乳白色になつた。添加終了後更に1
時間撹拌を続けた後乳白色の反応液からエバポレ
ーターで溶媒を除き、さらに80℃で減圧乾燥する
ことにより乳白色の粉体を得た。 走査型電子顕微鏡写真による観察の結果、粉体
の形状は球形で、その粒径は0.12〜0.26μmの範
囲にあり、その粒径の標準偏差値は1.06であつ
た。またBET法による比表面積は130m2/gであ
つた。X線分析によるとおよそ2θ=25゜を中心に
してゆるやかな山形の吸収が見られ非晶質構造を
有するものであることが確認された。 さらに、示差熱分析計及び熱伝秤による熱変化
および重量変化を測定した。その結果100℃付近
に脱水によると思われる吸熱、重量減少がみら
れ、さらに200〜650℃付近では発熱重量減少がみ
られた。その後1000℃までには熱変化、重量変化
はほとんどみられなかつた。 800℃で2時間焼成した後の粉体の比表面積は
17m2/g、比重は2.49および屈折率1.52〜1.53で
あり、X線分析ではゆるやかな山形の吸収が見ら
れ非晶質構造を有するものであることが確認され
た。又、螢光X線分析によるTiO2、BaOの含有
率は仕込量からの計算値と一致し収量も仕込量か
らの計算値と一致した。粉体のTiO2の含有率の
実測値4.7mole%(計算値4.7mole%)、BaOの含
有率の実測値2.3mole(計算値2.3mol%)、粉体の
収量の実測値は67.0g(計算値67.9g)であつ
た。 実施例 2〜4 表1に示した混合溶液中の有機珪素化合物、金
属の有機化合物および水を用いた以外は全て実施
例1と同様な条件で実施した。その結果は表1に
示す通りであつた。また得られた無機酸化物は走
査型電子顕微鏡写真による観察の結果全て球形状
であつた。 実施例 5〜7 表2に示した混合溶液(A)の原料組成とした以外
は、全て実施例1と同様な条件で実施した。その
結果は表2に示す通りであつた。また得られた無
機酸化物は走査型電子顕微鏡写真による観察の結
果全て球形状であつた。 実施例 8〜10 表3に示したアンモニア性アルコールの組成と
した以外は、全て実施例1と同様な条件で実施し
た。その結果は表3に示す通りであつた。また得
られた無機酸化物は走査型電子顕微鏡写真による
観察の結果全て球形状であつた。 実施例 11〜18 表4に示した混合溶液中の有機珪素化合物、金
属の有機化合物および水を用いた以外は、全て実
施例1と同様な条件で実施した。その結果は表4
に示す通りであつた。また得られた無機酸化物は
走査型電子顕微鏡写真による観察の結果全て球形
状であつた。 実施例 19 撹拌機つきの内容積10のガラス製反応容器
に、実施例1で用いたものと同じ組成のアンモニ
ア性メタノール溶液を調製した。次いでこのアン
モニア性メタノール溶液にシリカの種子を作るた
めに有機珪素化合物溶液としてテトラエチルシリ
ケート4.0gをメタノール100mlに溶かした溶液を
約5分間かけて添加し、添加終了5分後反応液が
わずかに乳白色になつたところでさらに続けて実
施例1で用いたものと同じ組成の混合溶液(C)を、
反応容器の温度を20゜に保ちながら、反応容器に
4時間かけて添加した。混合溶液(C)の添加につれ
て乳白色の懸濁液となつた。添加終了後更に一時
間撹拌を続けた後、乳白色の反応液からエバポレ
ーターで溶媒を除き、さらに80℃で減圧乾燥する
ことにより乳白色の粉体を得た。走査型電子顕微
鏡写真による観察の結果、粉体の形状は球形で、
その粒径は0.15〜0.26μmの範囲でその粒径の標
準偏差値は1.05であつた。又、BET法による比
表面積は120m2/gであつた。X線分析によると
およそ2θ=25゜を中心にしてゆるやかな山形の吸
収がみられ非晶質構造を有するものであることが
確認された。示差熱分析計及び熱天秤による熱変
化および重量変化は実施例1の粉体と同様な傾向
を示した。 800℃にて4時間焼成した後の粉体の比表面積
は15m2/g、比重は2.49、及び屈折率は1.52〜
1.53であり、X線分析では、ゆるやかな山形の吸
収が見られ、非晶質構造を有することが確認され
た。又、螢光X線分析によるTiO2、BaOの含有
率は仕込みからの計算値と一致し収量も仕込量か
らの計算値と一致した。粉体のTiO2の含有率の
実測値4.6mole%(計算値は4.6mole%)、粉体の
収量の実測値68.0g(計算値は69.0g)であつ
た。 実施例 20〜22 表5に示したシリカの種子を作るための有機珪
素化合物溶液の組成とした以外は全て実施例19と
同様な条件で実施した。その結果は表5に示す通
りであつた。また得られた無機酸化物は透過型電
子顕微鏡写真による観察の結果全て球形状であつ
た。 実施例 23〜28 表6に示した混合溶液中の有機珪素化合物、金
属の有機化合物および水を用いた以外は全て実施
例19と同様な条件で実施した。その結果は表6に
示す通りであつた。また得られた無機酸化物は走
査型電子顕微鏡写真による観察の結果全て球形状
であつた。 実施例 29〜31 表7に示したアンモニア性アルコールの組成と
した以外は全て実施例19と同様な条件で実施し
た。その結果は表7に示す通りであつた。また得
られた無機酸化物は走査型電子顕微鏡写真による
観察の結果全て球形状であつた。 実施例 32〜39 表8に示した混合溶液中の有機珪素化合物、金
属の有機化合物および水を用いた以球は全て実施
例19と同様な条件で実施した。その結果は表8に
示す通りであつた。また得られた無機酸化物は走
査型電子顕微鏡写真による観察の結果、全て球形
状であつた。 実施例 40 撹拌機つきの内容積10のガラス製反応容器に
実施例1で用いたものと同じ組成のアンモニア性
メタノール溶液を調製した。次いでこのアンモニ
ア性メタノールに実施例1で用いたものと同じ組
成の混合溶液(C)を、反応容器の温度を20℃に保ち
ながら、2時間かけて添加し、反応生成物を析出
させた。添加終了後更に続けて、テトラエチルシ
リケート104gを含むメタノール0.5からなる溶
液を該反応生成物が析出した系に約2時間かけて
添加した。添加終了後更に1時間撹拌を続けた後
乳白色の反応液からエバポレーターで溶媒を除
き、さらに80℃、減圧乾燥することにより乳白色
の粉体を得た。 走査型電子顕微鏡写真による観察の結果、粉体
の形状は球形状でその粒径は0.15〜0.30μmの範
囲にあり、又、その粒径の標準偏差値が1.05であ
つた。X線分析によると2θ=25゜を中心にしてゆ
るやかな山形の吸収が見られ非晶質構造を有する
ことがわかつた。又、BET法による比表面積は
125m2/gであつた。さらに示差熱分析計及び熱
天秤による熱変化及び重量変化を測定した。その
結果は実施例1と同様な傾向を示した。 800℃にて1時間焼成した後の粉体の比表面積
は15m2/g、表面−OH基の数は0.20mmole/
g、比重は2.44、及び屈折率1.51〜1.52であり、
X線分析ではゆるやかな山形の吸収が見られ非晶
質構造を有するものであることが確認された。
又、螢光X線分析によるSiとTiとBaの量比は仕
込み量比と一致し、収量も仕込み量から計算され
る値とほぼ一致した。TiO23.2mole%、
BaO1.6mole%、SiO295.2mole%の組成からなる
非晶質構造を有する球形状無機酸化物であること
が確認できた。 実施例 41〜43 表9に示した反応生成物を析出させた後に添加
する有機珪素化合物溶液の組成とした以外は全て
実施例40と同様な条件で実施した。その結果は表
9に示す通りであつた。また得られた無機酸化物
は、走査型電子顕微鏡写真による観察の結果、全
て球形状であつた。 実施例 44〜49 表10に示した混合溶液の原料組成とした以外は
全て実施例40と同様な条件で実施した。その結果
は表10に示す通りであつた。また得られた無機酸
化物は、走査型電子顕微鏡写真による観察の結
果、全て球形状であつた。 実施例 50〜52 表11に示したアンモニア性アルコールの組成と
した以外は全て実施例40と同様な条件で実施し
た。その結果は表11に示す通りであつた。また得
られた無機酸化物に走査型電子顕微鏡写真による
観察の結果、全て球形状であつた。 実施例 53〜60 表12に示した混合溶液の原料組成とした以外は
全て実施例40と同様な条件で実施した。その結果
は表12に示す通りであつた。また得られた無機酸
化物は走査型電子顕微鏡写真による観察の結果、
全て球形状であつた。 実施例 61 撹拌機つきの内容積10のガラス製反応容器
に、実施例1で用いたものと同じ組成のアンモニ
ア性メタノール溶液を調製した。次いで、このア
ンモニア性メタノール溶液に、シリカ種子を作る
ために有機珪素化合物溶液としてテトラエチルシ
リケート4.0gをメタノール100mlに溶かした溶液
を約5分間かけて添加し、添加終了5分後、反応
液がわずかに乳白色になつたところで、さらに続
けて実施例1で用いたものと同じ組成の混合溶液
(C)を、反応容器の温度を20℃に保ちながら、反応
液に約2時間かけて添加し、反応生成物を析出さ
せた。その後さらに続けて、テトラエチルシリケ
ート104gを含むメタノール0.5からなる溶液を
該反応生成物が析出した系に約2時間かけて添加
した。添加終了後更に1時間撹拌を続けた後、乳
白色の反応液からエバポレーターで溶媒を除きさ
らに80℃、減圧乾燥することにより乳白色の粉体
を得た。 走査型電子顕微鏡写真による観察の結果、粉体
の形状は球形状でその粒径は0.17〜0.32μmの範
囲にあり、又、その粒径の標準偏差値が1.05であ
つた。X線分析によると2θ=25゜を中心にしてゆ
るやかな山形の吸収が見られ非晶質構造を有する
ことがわかつた。又、BET法による比表面積は
120m2/gであつた。さらに示差熱分析計及び熱
天秤による熱変化及び重量変化を測定した。その
結果は実施例1と同様な傾向を示した。 800℃にて4時間焼成した後の粉体の比表面積
は14m2/g、表面の−OH基の数は0.25mmole/
g、比重は2.44、および屈折率1.51〜1.52であり、
X線分析では2θ=22゜を中心にしてゆるやかな山
形の吸収がみられ、非晶質構造を有することがわ
かつた。螢光X線分析によるSiとTiとBaの量比
は仕込みの量比と一致し、収量も仕込み量から計
算される値とほぼ一致した。TiO23.1mole%、
BaO1.6mole%、SiO295.3mole%の組成からなる
非晶質構造を有する球形状の無機酸化物であるこ
とが確認できた。 実施例 62〜64 表13に示したシリカの種子を作るための有機珪
素化合物溶液の組成と反応生成物を析出させた後
に添加する有機珪素化合物溶液の組成とした以外
は全て実施例61と同様な条件で実施した。その結
果は表13に示す通りであつた。また得られた無機
酸化物は、走査型電子顕微鏡写真による観察の結
果全て球形状であつた。 実施例 65〜70 表14に示した混合溶液中の有機珪素化合物、金
属の有機化合物および水を用いた以外は全て実施
例61と同様な条件で実施した。その結果は表14に
示す通りであつた。また得られた無機酸化物は、
走査型電子顕微鏡写真による観察の結果全て球形
状であつた。 実施例 71〜73 表15に示したアンモニア性アルコールの組成を
用いた以外は全て実施例61と同様な条件で実施し
た。その結果は表15に示す通りであつた。また得
られた無機酸化物は、走査型電子顕微鏡写真によ
る観察の結果、全て球形状であつた。 実施例 74〜81 表16に示した混合溶液の原料組成を用いた以外
は全て実施例61と同様な条件で実施した。その結
果は表16に示す通りであつた。また得られた無機
酸化物は、走査型電子顕微鏡写真による観察の結
果、全て球形状であつた。 実施例 82 実施例11と同様な方法で合成した800℃、4時
間焼成した無機酸化物をさらにγ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシランで表面処理を行な
つた。処理は無機酸化物に対してγ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシランを6wt%添加
し、水−エタノール溶媒中で80℃、2時間還流し
た後エバポレーターで溶媒を除去し、さらに真空
乾燥させる方法によつた。 次にビニルモノマーとしてビスフエノールAジ
グリシジルメタクリレート(以下Bis−GMAと
言う。)とトリエチレングリコールジメタクリレ
ート(以下TEGDMAと言う。)の混合物(混合
割合はBis−GMA/TEGDMA=3/7モル比で
ある。)に上記無機酸化物を配合し充分練和する
ことによりペースト状の複合材を得た。この際複
合材の無機酸化物の充填量は73.6wt%でペースト
の粘度は操作上適正であつた。次にペーストを2
等分に一方には重合促進剤としてN,N−ジメチ
ル−P−トルイジンを、もう一方には重合開始剤
として過酸化ベンゾイルを各々ビニルモノマーに
対して1wt%添加しペーストA(前者)及びペー
ストB(後者)を調製した。 上記のペーストAとペーストBを等量取り、30
秒間、室温で練和し硬化させたものについて物性
を測定した結果、圧縮強度3700Kg/cm2、曲げ強度
80Kg/cm2、表面あらさ0.5μm、表面硬度60.0、歯
ブラシ摩耗深さ5.5μであつた。又表面研摩仕上げ
についてはソフレツクス(スリーエム社製)で仕
上げたところ複合レジンの表面を削り過ぎること
なく、容易に滑沢性の良い表面が得られた。又、
透明性は良好であつた。 実施例 83〜85 実施例19、実施例40および実施例61の無機酸化
物(800℃、4時間焼成したもの)を用いて、実
施例82と同様なビニルモノマーを用い、同様な方
法でペーストを調製し、さらに硬化させ複合レジ
ンの物性を測定した。その結果を同じく表17にま
とめて示した。 実施例 86〜88 実施例82で用いた無機酸化物を用い、ビニルモ
ノマー成分としてU−4HMA、U−4TMA、U
−4BMA、テトラメチロールメタントリアクリ
レート(以下TMMTと言う。)およびメチルメ
タクリレート(以下MMAと言う。)を用いた以
外は実施例82と同様な方法でペースト状の複合材
を調製した。ビニルモノマー成分の混合割合は表
18に示した通りである。ペースト状の複合材をさ
らに実施例82と同様な操作で硬化させた複合レジ
ンの物性を測定した。その結果を同じく表18に示
した。 実施例 89 PdCl20.36gを1N塩酸水溶液に溶かし、この水
溶液に実施例1と同様の方法で合成した無機酸化
物(焼成温度500℃、2時間で焼成したもの、表
面積110m2/g)10gを含浸し80〜85℃で蒸発乾
固後110℃で一夜乾燥し粉体を得た。この粉体を
ペレタイザーにて成型した後、内径28mmのパイレ
ツクス製反応管に充填し、水素雰囲気下、350℃
で約3時間還元した。その後反応管の温度を200
℃まで下げ、水素1.0/h、一酸化炭素0.5/
時の流量で反応管内に通し、20時間後に反応管出
口の組成をガスクロマトグラフにより分析した。
その結果メタノールが生成した。その収率は供給
一酸化炭素に対して0.06mol%であつた。これは
熱力学的データより算出される平衡収率の約1割
に相当する高活性であつた。
[Formula] is preferred. Since these vinyl monomers are known as dental materials, they may be used alone or in combination as required. Another component of the composite material is the inorganic oxide. It is preferable to use spherical particles having a particle size in the range of 0.1 to 1.0 μm and a standard deviation value of the particle size distribution within 1.30 as the inorganic oxide. The above particle size, particle shape, and particle size distribution are all very important factors as long as they are used in dental composite materials. For example, if the above particle size is smaller than 0.1 μm, the viscosity will increase significantly when mixed with a polymerizable vinyl monomer to form a paste mixture, and if you try to prevent the viscosity increase by increasing the blending ratio, Since the operability deteriorates, it cannot be used as a material for practical use. If the particle size is larger than 1.0 μm, it is not preferable because there are defects such as a decrease in the abrasion resistance or surface smoothness of the resin after polymerization and curing of the vinyl monomer, and a decrease in surface hardness. Furthermore, if the standard deviation value of the particle size distribution is larger than 1.30, the operability of the composite material will be low, so that the composite material cannot be used for practical use. Furthermore, even if the inorganic oxide has a particle size in the range of 0.1 to 1.0 μm and the standard deviation of the particle size distribution is within 1.30, if the particle shape is not spherical, the wear resistance will be poor.
The surface smoothness, surface hardness, etc. cannot be satisfactory. For example, when using the above composite materials as dental restorative materials, not only is operability an important factor, but also the mechanical strength, abrasion resistance, surface smoothness, etc. of the resulting cured composite resin must be sufficiently improved. must be kept in good condition. Therefore, it is generally preferable to select the amount of the inorganic oxide to be added within a range of 70 to 90% by weight. In addition, when used as the above-mentioned dental composite restorative material, the inorganic oxide, the vinyl monomer, and the polymerization are generally prepared in a paste-like mixture consisting of the inorganic oxide, a polymerizable vinyl monomer, and a polymerization accelerator (for example, a tertiary amine compound). A method is preferably used in which a paste-like mixture consisting of an initiator (for example, an organic peroxide such as benzoyl peroxide) is prepared in advance, and the two are kneaded and cured immediately before the repair operation. Composite resin made by curing the above composite materials has no inferiority in mechanical strength such as compressive strength compared to conventional ones, and has excellent wear resistance and surface smoothness, as well as high surface hardness and surface polishing. It has many excellent features such as being very easy to finish and improving transparency. However, the reason why such characteristics appear is not necessarily clear at present, but the inventors of the present invention think as follows. In other words, by using an inorganic oxide in which the first particles are spherical and have a uniform particle size such that the standard deviation value of the particle size distribution is within 1.30, it is possible to achieve a wide particle size distribution compared to the conventional one. Compared to the case of using fillers with irregular shapes, the inorganic oxide is more uniformly and densely packed into the composite resin obtained by curing, and secondly, the particle size range is 0.1 to 1.0 μm. By using particles within the range of
Compared to using conventional inorganic fillers,
The polished surface of the composite resin after curing becomes smooth, and on the other hand, the total specific surface area of the filler is smaller than when using ultrafine particle fillers that are mainly composed of fine particles of several tens of nanometers, and therefore, suitable operability is achieved. Possible reasons include the fact that a large amount of filler can be filled under the conditions of . In addition to the characteristics due to the shape as described above, the filler according to the present invention can easily match the refractive index of the filler itself with that of the vinyl monomer polymer, so that by matching the refractive index, it becomes extremely A composite resin with excellent transparency can be obtained. By blending the specific inorganic oxide and a polymerizable vinyl monomer, the above composite material exhibits a number of previously unanticipated advantages as described above. The above-mentioned composite material exhibits the above-mentioned merits by blending two components, a polymerizable vinyl monomer component and a specific inorganic oxide component, but in addition to these components, it also contains additives commonly used as dental restorative materials. Components can also be added as needed. Typical of these additive components are as follows. Examples include radical polymerization inhibitors, coloring pigments for color matching, and ultraviolet absorbers. The present invention will be described in more detail with reference to Examples below. Measurements of various properties used in the Examples below were carried out as follows unless otherwise specified. (1) Refractive index A solvent with the same refractive index as the refractive index of the inorganic oxide sample was prepared, and the refractive index was set as the refractive index of the sample. The solvent was prepared by suspending the sample in a solvent and preparing the composition of the solvent at a constant temperature so that it appeared transparent when observed with the naked eye. The solvents used were pentane, hexane, cyclohexane, toluene, styrene, methylene iodide, etc., and the refractive index of the solvent was measured with an Abe refractometer. (2) Number of surface OH groups Weigh 2.00 of the inorganic oxide sample (take it as Wg)
Add 0.05N NaOH to a 100ml Erlenmeyer flask.
80 ml of the aqueous solution was added, the mixture was sealed with a rubber stopper, and the mixture was left stirring for 12 hours. Thereafter, the inorganic oxide and the solution were separated using a centrifuge, and 10 ml of the solution was taken as a pepitope and subjected to neutralization titration with a 0.05N aqueous HCl solution. Let the HCl aqueous solution required for neutralization be Aml. The same operation is performed without adding the sample, and the HCl aqueous solution required for neutralization is designated as Bml. The amount of surface -OH groups per unit weight of inorganic oxide (Xm
mole/g) is calculated by the following formula. X=(B-A)×0.05×8/W (3) Specific gravity Specific gravity was measured according to the pycnometer method. (4) Standard deviation value of particle size and particle size distribution Take a scanning electron micrograph of the powder, and calculate the number of particles observed within the unit field of view of the photograph (n),
and the particle diameter (diameter x i ), which is calculated using the following formula. (5) Specific surface area Shibata Chemical Equipment Co., Ltd. Rapid surface measuring device SA−
1000 was used. The measurement principle is the BET method. (6) Composite paste preparation and curing method First, amorphous silica surface-treated with γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and vinyl monomer are placed in a predetermined ratio in an agate mortar to form a uniform paste. It was thoroughly kneaded. Next, the paste was divided into two equal parts, and a polymerization accelerator was further added to one of the pastes, and the mixture was thoroughly mixed (this is referred to as paste A). Further, an organic peroxide catalyst was added to the other paste and thoroughly mixed (this is referred to as paste B). Next, equal amounts of paste A and paste B were kneaded for about 30 seconds, filled into a mold, and hardened. (7) Compressive strength Paste A and paste B were mixed, polymerized for 30 minutes at room temperature, and then immersed in water at 37°C for 24 hours to obtain test pieces. Its size and shape are cylindrical with a diameter of 6 mm and a height of 12 mm. This test piece was tested using a testing machine (UTM manufactured by Toyo Baudouin).
-5T) and crosshead speed 10
Compressive strength was measured in mm/min. (8) Bending strength Mix paste A and paste B and
After polymerizing for 30 minutes, the test piece was immersed in water at 37°C for 24 hours. Its size and shape are 2
It has a prismatic shape with dimensions of 2 x 25 mm. The bending test was conducted using a bending test device with a distance between fulcrums of 20 mm attached to Toyo Baudouin's UTM-5T, and a crosshead speed of 0.5 mm/min. (9) Toothbrush wear depth and surface roughness Mix paste A and paste B and
After polymerizing for 30 minutes, the test piece was immersed in water at 37°C for 24 hours. Its size and shape are
It is a plate shape of 1.5 x 10 x 10 mm. After abrading the test piece for 1500 m with a toothbrush under a load of 400 g, the ten-point average roughness was determined using a surface roughness meter (Surfcom A-100). Further, the wear depth was determined by dividing the wear weight by the density of the composite resin. (10) Surface hardness Mix paste A and paste B and heat at room temperature.
After polymerizing for 30 minutes, the test piece was immersed in water at 37°C for 24 hours. Its size and shape are
It is disc-shaped, measuring 2.5 x 10 mm. The measurement used a micropurinelle hardness test. Furthermore, the abbreviations used in the examples are as follows unless otherwise specified. The firing time for the inorganic oxides in Tables 1 to 20 was 4 hours unless otherwise specified. AM; amorphous, AN; anatase, AM+
AN: Mixture of amorphous and anatase, AM+H: Mixture of amorphous and tetragonal zirconia, IPA: Isopropanol, MeOH: Methanol, BuOH: Butanol, Example 1 Tetraethylsilicate (Si(OC 2 H 5 ) 4 ) obtained by distilling 1.8 g of water, product name manufactured by Nippon Colcoat Chemical Co., Ltd.;
Dissolve 104 g of ethyl silicate 28) in 0.2 methanol, hydrolyze this solution while stirring at room temperature for about 2 hours, and add 17.0 g of tetrabutyl titanate (Ti(onC 4 H 9 ) 4 , manufactured by Nippon Soda) to this solution. was added to a solution dissolved in isopropanol 1.0 with stirring to prepare a mixed solution (A) of tetraethyl silicate hydrolyzate and tetrabutyl titanate. Next, barium bisisopentoxide 7.8
g and 104 g of tetraethyl silicate in methanol.
1.0, the solution was refluxed at 90°C under nitrogen atmosphere for 30 minutes, then warmed to room temperature, and the mixed solution
(B) was prepared. Further, the mixed solution (A) and the mixed solution (B) were mixed at room temperature to form a mixed solution (C). Next, fill a glass reaction container with an internal volume of 10 with a stirrer with 2.5 methanol, add 500 g of ammonia aqueous solution (concentration 25 wt%) to prepare an ammoniacal methanol solution, and add the previously prepared mixture to this solution. Solution (C) was added over about 4 hours while maintaining the temperature of the reaction vessel at 20°C. A few minutes after the addition started, the reaction solution became milky white. 1 more after addition
After stirring for a period of time, the solvent was removed from the milky white reaction solution using an evaporator, and the mixture was further dried under reduced pressure at 80°C to obtain a milky white powder. As a result of observation using a scanning electron microscope, the shape of the powder was spherical, the particle size was in the range of 0.12 to 0.26 μm, and the standard deviation value of the particle size was 1.06. The specific surface area determined by BET method was 130 m 2 /g. According to X-ray analysis, a gentle mountain-shaped absorption centered around 2θ = 25° was observed, and it was confirmed that the material had an amorphous structure. Furthermore, thermal changes and weight changes were measured using a differential thermal analyzer and a heat transfer balance. As a result, endotherm and weight loss, which is thought to be due to dehydration, was observed at around 100°C, and furthermore, exothermic weight loss was observed at around 200-650°C. Thereafter, almost no thermal or weight changes were observed up to 1000°C. The specific surface area of the powder after firing at 800℃ for 2 hours is
17 m 2 /g, specific gravity 2.49, and refractive index 1.52 to 1.53, and X-ray analysis showed gentle mountain-shaped absorption, confirming that it had an amorphous structure. Furthermore, the content of TiO 2 and BaO determined by fluorescent X-ray analysis agreed with the calculated value from the amount of charge, and the yield also agreed with the value calculated from the amount of charge. The measured value of the TiO 2 content of the powder was 4.7 mole% (calculated value 4.7 mole%), the measured value of the BaO content was 2.3 mole (calculated value 2.3 mole%), and the measured value of the yield of the powder was 67.0 g ( Calculated value: 67.9g). Examples 2 to 4 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 1 except that the organosilicon compound, metal organic compound, and water in the mixed solution shown in Table 1 were used. The results were as shown in Table 1. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 5 to 7 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 1, except that the raw material composition of the mixed solution (A) shown in Table 2 was used. The results were as shown in Table 2. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 8 to 10 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 1, except that the composition of the ammoniacal alcohol shown in Table 3 was used. The results were as shown in Table 3. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 11 to 18 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 1, except that the organic silicon compound, metal organic compound, and water in the mixed solution shown in Table 4 were used. The results are in Table 4
It was as shown in. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Example 19 An ammoniacal methanol solution having the same composition as that used in Example 1 was prepared in a glass reaction vessel with an internal volume of 10 and equipped with a stirrer. Next, to create silica seeds, a solution of 4.0 g of tetraethyl silicate dissolved in 100 ml of methanol as an organic silicon compound solution was added to this ammoniacal methanol solution over about 5 minutes, and 5 minutes after the addition was completed, the reaction solution became slightly milky white. When the temperature reached 100, continue to add a mixed solution (C) having the same composition as that used in Example 1.
The mixture was added to the reaction vessel over a period of 4 hours while maintaining the temperature of the reaction vessel at 20°. As the mixed solution (C) was added, it became a milky white suspension. After the addition was completed, stirring was continued for another hour, and then the solvent was removed from the milky white reaction liquid using an evaporator, and the mixture was further dried under reduced pressure at 80°C to obtain a milky white powder. As a result of observation using scanning electron micrographs, the shape of the powder was spherical.
The particle size was in the range of 0.15 to 0.26 μm, and the standard deviation value of the particle size was 1.05. Further, the specific surface area determined by the BET method was 120 m 2 /g. According to X-ray analysis, a gentle mountain-shaped absorption centered around 2θ = 25° was observed, and it was confirmed that the material had an amorphous structure. Thermal changes and weight changes measured by a differential thermal analyzer and thermobalance showed similar trends to those of the powder of Example 1. After firing at 800°C for 4 hours, the powder has a specific surface area of 15 m 2 /g, a specific gravity of 2.49, and a refractive index of 1.52~
1.53, and X-ray analysis showed gentle mountain-shaped absorption, confirming that it had an amorphous structure. Furthermore, the contents of TiO 2 and BaO determined by fluorescent X-ray analysis agreed with the calculated values from the charging amount, and the yield also agreed with the calculated values from the charging amount. The actual value of the content of TiO 2 in the powder was 4.6 mole% (the calculated value was 4.6 mole%), and the actual value of the yield of the powder was 68.0 g (the calculated value was 69.0 g). Examples 20 to 22 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 19, except that the composition of the organosilicon compound solution for producing silica seeds shown in Table 5 was used. The results were as shown in Table 5. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using transmission electron micrographs. Examples 23 to 28 All experiments were conducted under the same conditions as in Example 19, except that the organic silicon compound, metal organic compound, and water in the mixed solution shown in Table 6 were used. The results were as shown in Table 6. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 29 to 31 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 19, except that the composition of the ammoniacal alcohol shown in Table 7 was used. The results were as shown in Table 7. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 32 to 39 All experiments using the organosilicon compound, metal organic compound, and water in the mixed solution shown in Table 8 were carried out under the same conditions as in Example 19. The results were as shown in Table 8. Further, as a result of observation using scanning electron micrographs, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape. Example 40 An ammoniacal methanol solution having the same composition as that used in Example 1 was prepared in a glass reaction vessel with an internal volume of 10 and equipped with a stirrer. Next, a mixed solution (C) having the same composition as that used in Example 1 was added to this ammoniacal methanol over a period of 2 hours while maintaining the temperature of the reaction vessel at 20° C. to precipitate a reaction product. After the addition was completed, a solution containing 104 g of tetraethylsilicate and 0.5 g of methanol was added over about 2 hours to the system in which the reaction product had precipitated. After the addition was completed, stirring was continued for an additional hour, and then the solvent was removed from the milky white reaction liquid using an evaporator, and the mixture was further dried at 80°C under reduced pressure to obtain a milky white powder. As a result of observation using a scanning electron microscope, the shape of the powder was spherical, the particle size was in the range of 0.15 to 0.30 μm, and the standard deviation value of the particle size was 1.05. According to X-ray analysis, a gentle mountain-shaped absorption centered at 2θ = 25° was observed, indicating that the material had an amorphous structure. Also, the specific surface area by BET method is
It was 125m 2 /g. Furthermore, thermal changes and weight changes were measured using a differential thermal analyzer and a thermobalance. The results showed the same tendency as in Example 1. After firing at 800℃ for 1 hour, the specific surface area of the powder is 15m 2 /g, and the number of surface −OH groups is 0.20mmole/g.
g, specific gravity is 2.44, and refractive index 1.51 to 1.52,
In X-ray analysis, gentle mountain-shaped absorption was observed, and it was confirmed that the material had an amorphous structure.
Furthermore, the ratio of amounts of Si, Ti, and Ba determined by fluorescent X-ray analysis was consistent with the ratio of the amounts charged, and the yield was also approximately equal to the value calculated from the amounts charged. TiO2 3.2mole%,
It was confirmed that it was a spherical inorganic oxide with an amorphous structure consisting of 1.6 mole% BaO and 95.2 mole% SiO 2 . Examples 41 to 43 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 40, except that the composition of the organosilicon compound solution added after the reaction products shown in Table 9 were precipitated. The results were as shown in Table 9. Further, as a result of observation using a scanning electron microscope, all of the obtained inorganic oxides had a spherical shape. Examples 44 to 49 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 40, except that the raw material composition of the mixed solution shown in Table 10 was used. The results were as shown in Table 10. Further, as a result of observation using a scanning electron microscope, all of the obtained inorganic oxides had a spherical shape. Examples 50 to 52 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 40, except that the composition of the ammoniacal alcohol shown in Table 11 was used. The results were as shown in Table 11. Further, as a result of observation using scanning electron micrographs of the obtained inorganic oxides, they were all spherical in shape. Examples 53 to 60 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 40, except that the raw material composition of the mixed solution shown in Table 12 was used. The results were as shown in Table 12. In addition, the obtained inorganic oxide was observed using scanning electron microscopy.
All were spherical in shape. Example 61 An ammoniacal methanol solution having the same composition as that used in Example 1 was prepared in a glass reaction vessel with an internal volume of 10 and equipped with a stirrer. Next, a solution of 4.0 g of tetraethyl silicate dissolved in 100 ml of methanol as an organosilicon compound solution was added to this ammoniacal methanol solution over a period of about 5 minutes to prepare silica seeds. When the color becomes milky white, continue adding a mixed solution having the same composition as that used in Example 1.
(C) was added to the reaction solution over about 2 hours while maintaining the temperature of the reaction vessel at 20°C to precipitate the reaction product. Thereafter, a solution containing 104 g of tetraethyl silicate and 0.5 g of methanol was added over about 2 hours to the system in which the reaction product had precipitated. After the addition was completed, stirring was continued for an additional hour, and then the solvent was removed from the milky white reaction liquid using an evaporator, and the mixture was further dried at 80°C under reduced pressure to obtain a milky white powder. As a result of observation using a scanning electron microscope, the shape of the powder was spherical, the particle size was in the range of 0.17 to 0.32 μm, and the standard deviation value of the particle size was 1.05. According to X-ray analysis, a gentle mountain-shaped absorption centered at 2θ = 25° was observed, indicating that the material had an amorphous structure. Also, the specific surface area by BET method is
It was 120m 2 /g. Furthermore, thermal changes and weight changes were measured using a differential thermal analyzer and a thermobalance. The results showed the same tendency as in Example 1. After firing at 800℃ for 4 hours, the specific surface area of the powder is 14m 2 /g, and the number of -OH groups on the surface is 0.25mmole/g.
g, specific gravity is 2.44, and refractive index 1.51-1.52,
X-ray analysis showed a gentle mountain-shaped absorption centered at 2θ = 22°, indicating that it had an amorphous structure. The amount ratio of Si, Ti, and Ba determined by fluorescent X-ray analysis matched the amount ratio of the ingredients, and the yield also almost agreed with the value calculated from the amount of ingredients. TiO2 3.1mole%,
It was confirmed that it was a spherical inorganic oxide with an amorphous structure consisting of 1.6 mole% BaO and 95.3 mole% SiO 2 . Examples 62 to 64 Everything was the same as Example 61 except that the composition of the organosilicon compound solution for producing silica seeds and the composition of the organosilicon compound solution added after precipitating the reaction product were as shown in Table 13. It was conducted under the following conditions. The results were as shown in Table 13. Furthermore, all of the obtained inorganic oxides were spherical in shape as a result of observation using scanning electron micrographs. Examples 65 to 70 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 61 except that the organosilicon compound, metal organic compound, and water in the mixed solution shown in Table 14 were used. The results were as shown in Table 14. In addition, the obtained inorganic oxide is
As a result of observation using scanning electron micrographs, all of the particles were spherical in shape. Examples 71 to 73 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 61, except that the composition of the ammoniacal alcohol shown in Table 15 was used. The results were as shown in Table 15. Further, as a result of observation using a scanning electron microscope, all of the obtained inorganic oxides had a spherical shape. Examples 74 to 81 All experiments were carried out under the same conditions as in Example 61, except that the raw material composition of the mixed solution shown in Table 16 was used. The results were as shown in Table 16. Further, as a result of observation using a scanning electron microscope, all of the obtained inorganic oxides had a spherical shape. Example 82 An inorganic oxide synthesized in the same manner as in Example 11 and calcined at 800°C for 4 hours was further surface-treated with γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. The treatment was performed by adding 6 wt% of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane to the inorganic oxide, refluxing it in a water-ethanol solvent at 80°C for 2 hours, removing the solvent with an evaporator, and drying in vacuum. Ivy. Next, as a vinyl monomer, a mixture of bisphenol A diglycidyl methacrylate (hereinafter referred to as Bis-GMA) and triethylene glycol dimethacrylate (hereinafter referred to as TEGDMA) (mixing ratio is Bis-GMA/TEGDMA = 3/7 molar ratio). ) was blended with the above inorganic oxide and thoroughly kneaded to obtain a paste-like composite material. At this time, the filling amount of inorganic oxide in the composite material was 73.6 wt%, and the viscosity of the paste was appropriate for operation. Next paste 2
N,N-dimethyl-P-toluidine was added as a polymerization accelerator to one side, and benzoyl peroxide as a polymerization initiator was added to the other side in an equal amount of 1 wt% based on the vinyl monomer to prepare paste A (former) and paste. B (latter) was prepared. Take equal amounts of Paste A and Paste B above and 30
After kneading and hardening at room temperature for a few seconds, the physical properties were measured, and the results showed a compressive strength of 3700 kg/cm 2 and a bending strength.
The weight was 80 kg/cm 2 , the surface roughness was 0.5 μm, the surface hardness was 60.0, and the toothbrush wear depth was 5.5 μm. When the surface was polished using Soflex (manufactured by 3M), a smooth surface was easily obtained without excessively abrading the surface of the composite resin. or,
Transparency was good. Examples 83 to 85 Using the inorganic oxides of Examples 19, 40, and 61 (calcined at 800°C for 4 hours), paste was prepared using the same vinyl monomer as in Example 82 in the same manner. was prepared, further cured, and the physical properties of the composite resin were measured. The results are also summarized in Table 17. Examples 86 to 88 Using the inorganic oxide used in Example 82, U-4HMA, U-4TMA, U
A paste-like composite material was prepared in the same manner as in Example 82, except that -4BMA, tetramethylolmethane triacrylate (hereinafter referred to as TMMT), and methyl methacrylate (hereinafter referred to as MMA) were used. The mixing ratio of vinyl monomer components is shown in the table below.
As shown in 18. The paste-like composite material was further cured in the same manner as in Example 82, and the physical properties of the composite resin were measured. The results are also shown in Table 18. Example 89 Dissolve 0.36 g of PdCl 2 in 1N aqueous hydrochloric acid solution, and add 10 g of inorganic oxide synthesized in the same manner as in Example 1 (calcined at 500°C for 2 hours, surface area 110 m 2 /g) to this aqueous solution. was impregnated, evaporated to dryness at 80 to 85°C, and dried overnight at 110°C to obtain a powder. After molding this powder with a pelletizer, it was filled into a Pyrex reaction tube with an inner diameter of 28 mm and heated at 350°C under a hydrogen atmosphere.
It lasted about 3 hours. Then the temperature of the reaction tube was set to 200
℃, hydrogen 1.0/h, carbon monoxide 0.5/h
After 20 hours, the composition at the outlet of the reaction tube was analyzed by gas chromatography.
As a result, methanol was produced. The yield was 0.06 mol% based on the carbon monoxide supplied. This was a high activity equivalent to about 10% of the equilibrium yield calculated from thermodynamic data.

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シリカと結合可能な周期律表第族、第
族、第族、及び第族の金属の酸化物よりなる
群から選ばれた少なくとも2種の金属酸化物とシ
リカとを主な構成成分とし、比表面積が100m2
g以上で且つ形状が球形状である無機酸化物。 2 シリカと結合可能な周期律表第族、第
族、第族、及び第族の金属の酸化物よりなる
群から選ばれた少なくとも2種の金属酸化物とシ
リカとを主な構成成分(シリカ/周期律表第族
酸化物/チタンの構成成分で且つ結晶性のものを
除く)とし、比表面積が100m2/g以下で且つ形
状が球形状である無機酸化物。 3 加水分解可能な有機珪素化合物と、加水分解
可能な周期律表第族、第族、第族、及び第
族の金属の化合物よりなる群から選ばれた少な
くとも2種の金属化合物とを含む混合溶液を、該
有機珪素化合物及び周期律表第族、第族、第
族、及び第族の金属の化合物は溶解するが反
応生成物は実質的に溶解しないアルカリ性溶媒中
に添加し、加水分解を行い、反応生成物を析出さ
せることを特徴とする周期律表第族、第族、
第族、及び第族の金属の酸化物よりなる群か
ら選ばれた少なくとも2種の金属酸化物とシリカ
とを主な構成成分とする無機酸化物の製造方法。 4 加水分解可能な有機珪素化合物と、加水分解
可能な周期律表第族、第族、第族、及び第
族の金属の化合物よりなる群から選ばれた少な
くとも2種の金属化合物とを含む混合溶液を、該
有機珪素化合物及び周期律表第族、第族、第
族、及び第族の金属の化合物は溶解するが反
応生成物は実質的に溶解しないアルカリ性溶媒中
に添加し、加水分解を行い、反応生成物を析出さ
せ、次いで該反応系に加水分解可能な有機珪素化
合物を添加し加水分解することを特徴とする周期
律表第族、第族、第族、及び第族の金属
の酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも2種
の金属酸化物とシリカとを主な構成成分とする無
機酸化物の製造方法。 5 重合可能なビニルモノマーと、シリカと結合
可能な周期律表第族、第族、第族、及び第
族の金属の化合物よりなる群から選ばれた少な
くとも2種の金属化合物とシリカとを主な構成成
分とする球形状の無機酸化物とよりなることを特
徴とする複合材。
[Claims] 1. Silica and at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table that can be combined with silica. The main constituents have a specific surface area of 100m 2 /
An inorganic oxide having a weight of at least g and a spherical shape. 2 The main constituents (silica /Group oxide of the periodic table/an inorganic oxide that is a constituent component of titanium (excluding crystalline ones), has a specific surface area of 100 m 2 /g or less, and has a spherical shape. 3. A mixture comprising a hydrolyzable organosilicon compound and at least two metal compounds selected from the group consisting of hydrolyzable compounds of Groups 1, 2, 3, and 3 of the Periodic Table of Metals. The solution is added to an alkaline solvent in which the organosilicon compound and the compounds of Groups 1, 2, 3, and 3 of the Periodic Table of Metals are dissolved, but the reaction products are not substantially dissolved, and the hydrolysis is carried out. Group 3 of the periodic table, characterized in that the reaction product is precipitated.
A method for producing an inorganic oxide whose main constituents are silica and at least two metal oxides selected from the group consisting of group oxides and oxides of group metals. 4. A mixture containing a hydrolyzable organosilicon compound and at least two metal compounds selected from the group consisting of hydrolyzable compounds of Groups 1, 2, 3, and 3 of the Periodic Table of Metals. The solution is added to an alkaline solvent in which the organosilicon compound and the compounds of Groups 1, 2, 3, and 3 of the Periodic Table of Metals are dissolved, but the reaction products are not substantially dissolved, and the hydrolysis is carried out. of metals of Groups 1, 2, and 3 of the periodic table, characterized in that the reaction product is precipitated, and then a hydrolyzable organosilicon compound is added to the reaction system for hydrolysis. A method for producing an inorganic oxide whose main components are at least two metal oxides selected from the group consisting of oxides and silica. 5 A polymerizable vinyl monomer, at least two metal compounds selected from the group consisting of compounds of metals of Groups 1, 2, 3, and 3 of the periodic table that can be bonded to silica, and silica. A composite material characterized by consisting of a spherical inorganic oxide as a constituent component.
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