JPH02311314A - 超微粒酸化亜鉛の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、紫外線吸収性顔料や電子コピー用感光導電
材などとして用いられる酸化亜鉛粉末の製造方法に係り
、特に超微粒の酸化亜鉛を製造し得る方法に関する。

「従来技術とその課題」 紫外線吸収性顔料や電子コピー用感光導電祠などとして
、酸化亜鉛の微粒粉末が広く用いられている。このよう
な酸化亜鉛の微粒粉末にあっては、その粒径がＩ　１１
ｔｔｒを越えると、例えば紫外線吸収性顔料に適用した
場合に得られた塗膜の面が粗くなって好ましくなく、ま
た電子コピー用感光導電材に適用した場合でも解像度が
低下して好ましくない。

したがって、上記の顔料や感光導電材に用いられる酸化
亜鉛粉末としては、平均粒径が０．１μ麗以下でしかも
粒度分布の揃ったものが好適とされている。

ところで、従来酸化亜鉛粉末の工業的製造方法としては
、金属亜鉛を加熱蒸発させ、これを酸化して堆積（デポ
ジット）させるフランス法、紅亜鉛鉱（ＺｎＯ）や菱亜
鉛鉱（Ｚ　ｎＣ０３）に炭素質を加えて加熱還元し、亜
鉛の蒸気を作製してこれを空気で酸化するアメリカ法、
硫酸亜鉛または塩化亜鉛の溶液に炭酸ナトリウムを加え
て作製する方法などが知られているが、いずれの方法に
よっても得られる酸化亜鉛はその粒径が１μｍ以上の粗
粒を含むものとなり、しかも粒度分布が大きく、大きな
バラツキを有するものとなる。

また、硫酸亜鉛または塩化亜鉛の溶液に苛性ソーダかア
ンモニアを加え、沈澱させた後加熱するといった方法も
知られているが、この方法では粒度分布が比較的揃うも
のの、粒径が１μＭ以」二になってしまう。

このように現在知られている酸化亜鉛粉末の製造方法で
は、上述した平均粒径がＯ１μｍ以下でしかも粒度分布
の揃ったものが得られるまでには至っておらず、したが
って上記超微粒の酸化亜鉛粉末を製造する方法の提供が
望まれている。

「課題を解決するための手段」 この発明の超微粒酸化亜鉛の製造方法では、亜鉛の酸性
塩と酢酸アンモニウムの混合溶液に硫化水素を通じ、得
られた沈澱物から可溶性塩を除去し、次いで該沈澱物を
非水溶媒に分散し、これをオートクレーブにて２５０〜
４００℃で加熱してガス分を除去し、その後得られた乾
粉を５００〜８００℃で加熱処理することを上記課題の
解決手段とした。

以下、この発明の詳細な説明する。

上記のフランス法やアメリカ法では粒径がかなりバラツ
キ、本発明が目的とする粒径がＯ１μｍ以下でバラツキ
が少なく均一な粉末を得るのは不適であった。また、湿
式による化学反応で酸化亜鉛を作製するのも、単に亜鉛
塩とアルカリとを反応させるのでは粒径が１μｍ以上の
粗粒しか得られず不適であった。しかし、硫化亜鉛を湿
式で作製すると、硫化亜鉛は水との親和性が極めて小さ
い等の理由により３０〜２０ｎｚ以下の超微粒粉末にな
ることを本発明者は見い出し、本発明に至った。

まず、亜鉛の酸性塩と酢酸アンモニウムの混合溶液に硫
化水素を通じて硫化亜鉛を沈澱せしめ、さらに沈澱物を
濾過洗浄して沈澱物から可溶成分を除去する。すると、
得られた硫化亜鉛は中和生成時に非常に微粒となり、ま
た濾過洗浄によってケーキ状のものとなる。ここで、得
られた沈澱物、あるいは洗浄濾過後のケーキを婿圧下で
加熱乾燥し、水を除去して乾粉を得ようとすると、二次
凝集が起こって固化してしまい、単粒子（−次粒子）に
解砕するのが不可能となって粒径の揃った微粒粉を得る
ことができなくなり、好ましくない。なお、上記亜鉛の
酸性塩としては、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛などが
好適とされる。

次いで、上記ケーキを非水溶媒に分散し、さらにこれを
オートクレーブに入れて２５０〜４００℃で加熱し、非
水溶媒をガス化して除去する。ここで非水溶媒としては
、メタノール、エタノール、ブタノール、プロピルアル
コール、アセトンのいずれか一種あるいはこれらの混合
物などが好適とされる。このように非水溶媒にケーキを
入れ、硫化亜鉛沈澱物中の水分を非水溶媒に置換するこ
とにより、二次凝集を起こさずに乾燥し得るようになる
。すなわち、非水溶媒に分散した硫化亜鉛をオートクレ
ーブに入れ、非水溶媒の臨界温度近く以上に加熱して高
温、高圧状態にすると、液相と気相との界面張力の差が
小さくまたは零となる。

そして、この状態で非水溶媒をガス化してオートクレー
ブの外へ排出すれば、二次凝集の起こらない固相分とし
ての硫化亜鉛の乾燥微粉が得られる。

その後、得られた乾燥微粉を５００〜８００℃で加熱処
理し、脱硫、酸化して超微粒の酸化亜鉛粉末を得る。こ
の場合に加熱温度が５００℃未満であると、酸化が完了
するのに長時間かかり、粒径の成長が大きくなるので好
ましくなく、また加熱温度が８００℃を越えると、酸化
完了の所要時間が１分以内程度と短くなり、それ以上加
熱すると粒の成長が速いため粒径が著しく大きくなるこ
とから、工程を制御するのが困難になって好ましくない
。すなわち、８００℃を越える温度で短時間加熱すると
、粉の場合熱伝導率が非常に小さいので、加熱が不均一
となり、粒度分布が非常にバラツクようになる。したが
って、粒径を小さく、かつ均一にし、加熱所要時間を実
用的な範囲とするには、加熱温度として５００〜８００
℃が好ましい。

またこの場合、酸化亜鉛粉末の粒の成長は非常に速いの
で、上記温度で加熱すると１μｍ以上の粒径に成長する
が、硫化亜鉛の粉末では硫化亜鉛が酸化亜鉛に酸化する
までの間粒の成長が起こらないので、単に酸化亜鉛を加
熱する場合と異なって粒径の小さいものが得られる。し
かし、一旦酸化されて酸化亜鉛になると粒の成長か速く
なることから、硫化亜鉛の粒径が揃っていないと脱硫、
酸化の速度がその粒径毎に異なるものとなり、よって得
られる酸化亜鉛の粒径もバラツクようになって好ましく
ない。したがって、酸化亜鉛を得るための原料となる硫
化亜鉛を製造するにあたっては、上述したごとく湿式法
によって行い、均一な粒径の硫化亜鉛粉末を得ることが
必須となる。

このようにして得られた酸化亜鉛の粒径はバラツキが少
なく、透明であり、紫外線吸収の良い微粒粉末が得られ
る。

「実施例」 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

硫酸亜鉛７水塩１００重里部と酢酸アンモニウム３０重
量部を水５６０重量部に溶解し、この中に硫化水素１２
０重量部を吸収させ、硫化亜鉛の沈澱物を得た。

次に、得られた沈澱物を濾過し、濾液中の硫酸根が検出
されなくなるまで洗浄した後、硫化亜鉛を水含有状態の
ケーキとして取り出した。

次いで、ケーキ中の水分をイソプロピルアルコールで置
換し、硫化亜鉛濃度が５％となるように調整してイソプ
ロピルアルコール分散液を得、さらにこれをオートクレ
ーブに入れて３００°Ｃで加熱し、イソプロピルアルコ
ールをガス化して外部に排出して硫化亜鉛の乾燥粉末を
得た。

その後、硫化亜鉛の乾燥粉末をオートクレーブ中にて５
００〜８００℃で加熱し、脱硫、酸化を行って酸化亜鉛
の粉末を得た。

得られた酸化亜鉛の粉末を調べたところ、粒径が１００
〜５００人程度の粒状単結晶であることが確認された。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の超微粒酸化亜鉛の製造
方法は、亜鉛の酸性塩と酢酸アンモニウムの混合溶液に
硫化水素を通じ、得られた沈澱物から可溶性塩を除去し
、次いで該沈澱物を非水溶媒に分散し、これをオートク
レーブにて２５０〜４００℃で加熱してガス分を除去し
、その後得られた乾粉を５００〜８００℃で加熱処理す
るものであるから、粒径が０１μＵ以下でバラツキが少
なく均一な超微粒の酸化亜鉛粉末を得ることができ、し
たがって紫外線吸収性顔料や電子コピー用感光導電材な
どとして好適に用いられる材料を良好に製造することが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛の酸性塩と酢酸アンモニウムの混合溶液に硫化水素
   を通じ、得られた沈澱物から可溶性塩を除去し、次いで
   該沈澱物を非水溶媒に分散し、これをオートクレーブに
   て２５０〜４００℃で加熱してガス分を除去し、その後
   得られた乾粉を５００〜８００℃で加熱処理する超微粒
   酸化亜鉛の製造方法。