JPH0226824A

JPH0226824A - フッ化マグネシウムゾルとその製造法

Info

Publication number: JPH0226824A
Application number: JP17563688A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Nakano; 中野　憲明; Sumio Saito; 斎藤　純夫
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-29
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2589348B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明はレンズ及び干渉フィルターのコーティング剤と
して好適なフッ化マグネシウムゾルと、そのゾルの製造
法及びそのゾルを塗布して乾燥した物品に関する。

［従来の技術］フッ化マグネシウムゾルについて記載した公知文献は極
めて少なく、僅かに塩化マグネシウム水溶液にフッ化ナ
トリウム水溶液を添加して白色半透明の水性フッ化マグ
ネシウムゾルを製造する方法が、Ｂ、Ｉ４．ポリシナ、
ｃ、　ｒ’、モクルシンＺｈ、Ｐｒ１ｋ１．Ｋｈｉｍ、
　、４７．１５２１　（１９７４）に記載されているに
過ぎない。

フッ化マグネシウムは屈折率が低いところから、レンズ
や干渉フィルターに反射防止膜を形成させるに際して広
く使用されている。しかし。

フッ化マグネシウムをレンズやフィルターにコーティン
グする場合、現在はその殆どが真空蒸着法に頼らざる得
ないため、コーティングに費用がかかりるばかりでなく
、著しく表面が湾曲したレンズ等の基体には、その表面
に均一なコーテイング膜を形成することができない問題
があった。この問題を解決する方法の一つとして、特開
昭５９−２１３６４３号公報には、フッ素含有マグネシ
ウム化合物の溶液を基体に付着させ、しかる後熱処理を
施して基体の表面にフッ化マグネシウムの被膜を形成す
る方法が提案されている。

しかしながら、この方法は高温熱処理工程を必要として
いる関係で、基体の種類によっては採用できない欠点が
ある。

従って、フッ化マグネシウムを水性ゾル又はオルガノゾ
ルの形で提供できれば、そのようなゾルは基体への塗布
が容易で、しかも比較的低温度で分散媒を揮散させるこ
とができるため、フッ化マグネシウム被膜の形成に極め
て好都合である。

［発明が解決しようとする課題］現在までのところ、ゾルの形のフッ化マグネシウムは市
販されておらず、その物理的並びに化学的特性を記載し
た技術文献も存在しない。

つまり、フッ化マグネシウムゾルに関する従来技術とし
ては、塩化マグネシウム水溶液にフッ化ナトリウム水溶
液を添加することで水性フッ化マグネシウムゾルが得ら
れることが知られているに過ぎない。

しかし、この方法で製造される水性ゾルは、光透過率が
低くく、その分散媒を有機溶媒に置換させたオルガノゾ
ルも光透過率が低いために、これを基体に塗布して膜を
形成させると、基体の透明度が低下してしまうという難
点がある。

従って、本発明の第１の目的は、従来例には見られない
稈元透過率が高い水性フッ化マグネシウムゾルと、その
製造法を提供することにある。

本発明の別の目的は、透明度の高い水性フッ化マグネシ
ウムゾルの分散媒を有機溶媒に置換したオルガノゾルを
提供することにある。

そして本発明のさらに別の目的は、レンズ、プラスチッ
クス等の基体表面に、オルガノフッ化マグネシウムゾル
を塗布乾燥して得られる被膜形成体を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］本発明者らが得た知見によれば、驚くべきことに、マグ
ネシウム塩水溶液とフッ化物水溶液とを同時添加法で反
応させてゲル状沈澱物を生成させ、得られた反応液を加
熱熟成した後、液中の電解質を除去すると、極めて透明
度の高い水性フッ化マグネシウムゾルを得ることができ
る。そして、この水性ゾルの分散媒を有機溶媒に置換さ
せることで、実質的に水性ゾルと同程度のオルガノゾル
を得ることができる。

従って、本発明に係るフッ化マグネシウムの水性ゾル及
びオルガノゾルは、それぞれ光透過率が５０％以上であ
ることを特徴とする。ここで光透過率とは、厚さｌａｍ
の水に於ける波長５０００ｍの光の透過率を１００とし
た場合に於いて、厚さ１ａ１１のフッ化マグネシウムゾ
ル（ＭｇＦｚ濃度５ｗｔ％）に於ける同波長光の透過率
の相対値を言う。

また、水性フッ化マグネシウムゾルとは、水を分散媒と
したフッ化マグネシウムゾルを言い。

オルガノフッ化マグネシウムゾルとは、有機溶媒を分散
媒としたフッ化マグネシウムゾルを言う。

［発明の詳細な説明の水性フッ化マグネシウムゾルを調製するに当って
は、マグネシウム塩水溶液とフッ化物水溶液とを同時添
加法で反応させることが重要であって、マグネシウム塩
水溶液にフッ化物水溶液を添加する方法とか、これを逆
にしたフッ化物水溶液にマグネシウム塩水溶液を添加す
る方法では、光透過率５０％以上のゾルを得ることがで
きない。

マグネシウム塩水溶液には、マグネシウムの塩化物、硝
酸塩、硫酸塩、酢酸塩などで例示されるマグネシウム塩
の水溶液がいずれも使用可能であり、フッ化物水溶液と
しては、フッ素のカリウム塩、ナトリウム塩、アンモニ
ウム塩及びフッ化水素の水溶液が使用可能である。

本発明の方法によれば、マグネシウム塩水溶液とフッ化
物水溶液とは、同時添加法で混合される。ここで、同時
添加法とはマグネシウム塩水溶液とフッ化物水溶液とが
、フッ化マグネシウムを生成する化学量論量を常に維持
して混合されることを言い、前記雨水溶液を任意の単一
容器に徐々に注ぎながら混合するに場合に於いては、そ
の容器に供給されるマグネシウム塩とフッ化物の量が、
フッ化マグネシウムを生成する化学量論量に常時維持さ
れることを言う。

同時添加法を実施するに際しては、敷き水した適当な容
器に、マグネシウム塩水溶液とフッ化物水溶液と徐々に
注ぎ、温度０〜５０℃の範囲で反応させるのが一般的で
ある。この場合、容器内に生成されるゲル状沈澱物の濃
度が、ＭｇＦ２として０．１〜５ｗｔ％の範囲となるよ
うに、各原料水溶液の濃度と、敷き水量を調節すること
が好ましい。容器内で生成されるゲル状沈澱物の濃度が
５ｖｔ％より濃くなると、最終的に得られるゾルの光透
過率が低下し、余り低濃度であるとその脱水濃縮に経費
がかかるからである。

ゲル状沈澱物を含有する液は、必要に応じて脱水濃縮に
よりこれに含まれるゲル状沈澱物の濃度を１〜５ｗｔ％
の範囲に調整した後、加熱熟成される。加熱熟成は６０
〜２２０℃、好ましくは９０〜２００℃の温度で、２〜
１６８時間行われ、これによってゲル状沈澱物の１次粒
子は２０〜５０人から１００〜１２０人に成長する。こ
のゲルには電解質が夾雑しているため、凝集ゲル化して
いるので、限外濾過膜にて電解質を除去しながら脱水濃
縮し、ゾルの比電導度を２００　Ｘ　１０−’Ω−１１
−１以下に、好ましくは２０　Ｘ　１０−’Ω−′１−
１以下に低下させることによって、本発明が目指す安定
な水性フッ化マグネシウムゾルをほぼ１０〜２０ｗｔ％
の濃度で得ることができる。

水性ゾルからオルガノゾルへの変換は、フッ化マグネシ
ウムコロイド粒子の分散媒を、常法通り、水から有機溶
媒に置換することで行われ、その場合の有機溶媒として
は、メタノール、エタノール、ピロパノール、ブタノー
ル、アセトン、モノエチレングリコールなどが使用可能
である。

［実　施　例］実施例１塩化マグネシウム（ＭｇＣ１□・６Ｈ２０）５０８．３
ｇを１２．５Ｑのイオン交換水に溶解して水溶液Ａを調
製し、またフッ化カリウム（ＫＦ・２Ｈ，０）４７０．
７ｇを１２．５Ｑのイオン交換水に溶解して水溶液Ｂを
調製した。

次ぎに５０Ｑ容の容器に２５Ｍのイオン交換水を敷き水
し、これを激しく攪拌しながらその中に前記のＡ、Ｂ両
水溶液の全量をそれぞれ０．５　Ｑ　／秒の供給速度で
添加し、ゲル状沈澱物を生成させた。液中の沈澱物濃度
はフッ化マグネシウムとして０，３ｗｔ％であった。こ
の液を限界濾過膜で濃縮して液量を５Ｑとした後、攪拌
しながら９８℃で７２時間加熱熟成してゲル状の液とし
た。

次いでこのゲル状の液に含まれる電解質を限外濾過膜に
て除去すると共に、液量を約ＩＱまで濃縮することによ
り、青白色半透明の水性フッ化マグネシウムゾルを得た
。このゾルの性状を表−１に示す。

実施例２実施例１で得た水性フッ化マグネシウムゾル５００ｍＱ
を限外濾過装置に入れ、この液量を保ちなから３Ｑのメ
タノールを使用して分散媒の水をメタノールに置換し、
メタノールを分散媒とするオルガノフッ化マグネシウム
ゾル５００ｍＱを得た。

次ぎにこのメタノールゾルに８００ｍＱのイソプロピル
アルコールを加え、ロータリーエバポレータにて減圧下
にメタノール及び少量のイソプロピルアルコールを留出
させることにより、イソプロピルアルコールを分散媒と
するオルガノフッ化マグネシウムゾル５００ｍＱを得た
。このゾルの性状を表−１に示す。

実施例３実施例１に於いて、５０Ｑ容の容器中に生成されるゲル
状沈澱物の液中濃度をフッ化マグネシウムとして０．１
ｗｔ％とした以外は実施例１と全く同様にしてゲル状沈
澱物を生成させ、これを含有する液を限外濾過膜にて濃
縮した後、攪拌しながら９８℃で７２時間加熱熟成して
ゲル状の液とした。次いでこのゲル状の液に含まれる電
解質を限外濾過膜にて除去すると共に、液量を約０．３
Ｑまで濃縮することにより、青白色半透明の水性フッ化
マグネシウムゾルを得た。このゾルの性状を表−１に示
す。

実施例４実施例１に於いて、加熱熟成条件を９８℃、１４４時間
に変更した以外は実施例１と全く同様にして水性フッ化
マグネシウムゾルを得た。このゾルの性状を表−１に示
す。

実施例５実施例１に於いて、５０Ｑ容の容器中に生成されるゲル
状沈澱物の液中濃度をフッ化マグネシウムとして５％ｉ
ｔ％とした以外は実施例１と全く同様にしてゲル状沈澱
物を生成させ、これを含有する液を濃縮することなくそ
のまま９８℃で７２時間加熱熟成してゲル状の液とした
。次いでこのゲル状の液に含まれる電解質を限外濾過膜
にて除去すると共に、液量を約１５Ｑまで濃縮すること
により、青白色半透明の水性フッ化マグネシウムゾルを
得た。このゾルの性状を表−１に示す。

実施例６実施例１に於いて、限界濾過膜にてゲル状の液から電解
質を除去するに際して、その除去の程度を変更した以外
は実施例１と全く同様にして水性フッ化マグネシウムゾ
ルを得た。このゾルの性状を表−１に示す。

比較例１塩化マグネシウム（阿ｇｃ１□・６Ｈ２０）５０８．３
ｇを２５Ｑのイオン交換水に溶解した溶液と、フッ化カ
リウム（ＫＦ・２Ｈ，０）４７０．７ｇを２５２のイオ
ン交換水に溶解した溶液をそれぞれ調製した。

このフッ化カリウム水溶液を激しく攪拌しながら、この
中に塩化マグネシウム水溶液をＩＱ／秒の供給速度で添
加してゲル状沈澱物を含有する乳白色液を得た。この液
を限外濾過膜で濃縮して液量を５Ｑとした後、これを攪
拌しながら９８℃で７２時間加熱熟成してゲル状の液と
した。

次いでこのゲル状の液中の電解質を限界濾過膜で除去す
ると共に液を濃縮して乳白色不透明の水性フッ化マグネ
シウムゾルを得た。このゾルの性状を表−１に示す。

比較例２比較例１に於いて、フッ化カリウム水溶液に塩化マグネ
シウム水溶液を添加する代わりに、塩化マグネシウム水
溶液にフッ化カリウム水溶液を添加した以外は比較例１
と同様にして水性フッ化マグネシウムゾルを得た。この
ゾルの性状を表−１に示す。

実施例７実施例１〜６及び比較例１，２で調製したゾルそれぞれ
を、モノエチレングリコールで溶媒置換した後、各ゾル
のＭｇＦ、濃度が２％になるようにモノエチレングリコ
ールで希釈した。充分に洗浄して乾燥したガラス板に、
各希釈ゾルを均一に塗布し、温風乾燥して約１０ｕＩＩ
＋厚の被膜を作成した。得られた被膜の透明度を表−１
の最下段に示す。

表−１２）電子顕微鏡（ＴＥＭ）ａによる。

４）波長−の光の透過率を測定。

［発明の効果コ本発明の水性フッ化マグネシウムゾル及びオルガノフッ
化マグネシウムゾルは、これに分散するコロイド粒子の
粒径分布が約１００〜１２０人の狭い範囲にあるため、
光透過率が高く、従って、これをレンズ又はフィルター
等の基体表面に塗布して乾燥することにより、被膜も透
明度が高いので、本発明のゾルを使用して基体表面に反
射防止膜を容易に形成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１、光透過率が５０％以上であることを特徴とする水性
フッ化マグネシウムゾル。２、光透過率が５０％以上であることを特徴とするオル
ガノフッ化マグネシウムゾル。３、請求項２に記載したオルガノフッ化マグネシウムゾ
ルを基体表面に塗布乾燥してなる被膜形成体。４、マグネシウム塩水溶液とフッ化物水溶液とを同時添
加法で反応させてゲル状沈澱物を生成させ、得られた反
応液を加熱熟成した後、液中の電解質を除去することを
特徴とする水性フッ化マグネシウムゾルの製造法。