JPH05155616A - Transparent yttria sol and its production - Google Patents

Transparent yttria sol and its production

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JPH05155616A
JPH05155616A JP3324717A JP32471791A JPH05155616A JP H05155616 A JPH05155616 A JP H05155616A JP 3324717 A JP3324717 A JP 3324717A JP 32471791 A JP32471791 A JP 32471791A JP H05155616 A JPH05155616 A JP H05155616A
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JP
Japan
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sol
transparent
reaction
yttrium acetate
yttrium
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JP3324717A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigemi Osaka
重美 大坂
Kazuo Hata
和男 秦
Tsukasa Takahashi
典 高橋
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/218Yttrium oxides or hydroxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a transparent yttria sol having a small average grain diameter and a high grain concn. and excellent in economical stability by allowing yttrium acetate to react with an alkaline substance, cleaning the produced yttria sol with an ultrafilter membrane and then concentrating the sol. CONSTITUTION:An aq. soln. of yttrium acetate is heated and agitated, and an alkaline substance is gradually added to allow the yttrium acetate to react with the alkaline substance. The produced yttria sol is cleaned by an ultrafilter membrane and then concentrated to obtain the desired transparent yttria sol contg. the grains having 10-80Angstrom average diameter. Although the concn. of the yttrium acetate in the soln. to be used is relatively low since the solubility of the yttrium acetate in pure water is low, the concn. can be increased to 0.4mol/l by heating the soln.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は透明性イットリアゾルお
よびその製造方法に関し、詳しくは平均粒子径が小さ
く、高い粒子濃度を有し、なおかつ経時安定性に優れた
透明性イットリアゾルおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent yttriasol and a method for producing the same, and more specifically, a transparent yttriasol having a small average particle size, a high particle concentration and excellent stability over time, and a method for producing the same. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】イットリアゾルとしては、特開昭62−
143864号公報にゾル中の粒子の粒径が100オン
グストロームであり、粒子濃度が14重量%の透明性イ
ットリアゾルが記載され、またこのゾルをバインダーと
した耐火性組成物が提案されている。しかし、一般に、
無機バインダーとしてゾルが高強度を発揮するために
は、ゾル中の無機酸化物などの粒子の濃度が高いことが
必要であることから、粒子濃度が14重量%を超える、
更に高い粒子濃度を有するイットリアゾルが望まれてい
る。なお、上記公報には、イットリアゾルの具体的調製
方法は記載されていない。
2. Description of the Related Art As yttriasol, JP-A-62-1
Japanese Patent No. 143864 discloses a transparent yttria sol having a particle diameter of 100 angstroms in a sol and a particle concentration of 14% by weight, and a refractory composition using this sol as a binder is proposed. But in general,
In order for the sol to exhibit high strength as an inorganic binder, it is necessary that the concentration of particles such as inorganic oxides in the sol is high, so the particle concentration exceeds 14% by weight.
There is a need for yttriasols with even higher particle concentrations. The above publication does not describe a specific method for preparing yttriasol.

【0003】特開昭59−213620号公報には、本
発明のようなイットリアゾルではなく微粉末状酸化イッ
トリウムの製造に関するものではあるが、塩化イットリ
ウム、硝酸イットリウムなどのイットリウム塩水溶液に
アルカリ水溶液を少量づつ添加してイットリウムの塩基
性塩の沈澱を生成させ、この沈澱を焙焼して微粉末状酸
化イットリウムを製造する方法が記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 59-213620 relates to the production of yttrium oxide in the form of fine powder, not yttria sol as in the present invention. A method of producing a precipitate of a basic salt of yttrium by adding it little by little and roasting the precipitate to produce fine powdery yttrium oxide is described.

【0004】また、特公平2−38577号公報には、
実質的にイットリウムイオンと酢酸イオンとのみから構
成され、酢酸/イットリウム(CH3COOH/Y)モ
ル比が特定の範囲にある塩基性酢酸イットリウム水溶液
が記載されている。この水溶液は濃度が高いことから高
濃度のイットリア源原料として有用であるが、本発明の
ようなイットリアゾルではなく酢酸イットリウムイオン
水溶液である。
Japanese Patent Publication No. 2-38577 discloses that
There is described a basic yttrium acetate aqueous solution which is substantially composed of only yttrium ions and acetate ions and has an acetic acid / yttrium (CH 3 COOH / Y) molar ratio in a specific range. Since this aqueous solution has a high concentration, it is useful as a high-concentration yttria source material, but it is not a yttria sol as in the present invention, but an yttrium acetate aqueous solution.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、高強度のバインダー効果を発揮し、無機バインダー
またはコーティング剤などとして特に有用な、平均粒子
径が小さく、高い粒子濃度を有し、なおかつ経時安定性
に優れた透明性イットリアゾルを提供することである。
An object of the present invention is to exhibit a high-strength binder effect, and particularly useful as an inorganic binder or coating agent, having a small average particle size and a high particle concentration, Further, it is to provide a transparent yttria sol excellent in stability over time.

【0006】本発明の他の目的は、上記透明性イットリ
アゾルを効率よく製造する方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for efficiently producing the above transparent yttria sol.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ゾル中の粒子
の平均粒子径が10〜80オングストロームの範囲であ
る粒子を含有してなる透明性イットリアゾルに関する。
The present invention relates to a transparent yttria sol containing particles in which the average particle size of the particles in the sol is in the range of 10 to 80 angstroms.

【0008】さらに、本発明は、酢酸イットリウム水溶
液を加熱、撹拌しながら、これにアルカリ性物質を徐々
に添加して酢酸イットリウムとアルカリ性物質とを反応
させ、生成したイットリアゾルを限外ろ過膜を用いて洗
浄した後、濃縮することを特徴とする上記透明性イット
リアゾルの製造方法に関する。
Further, in the present invention, an yttrium acetate aqueous solution is heated and stirred, and an alkaline substance is gradually added to this to react the yttrium acetate with the alkaline substance, and the produced yttria sol is used with an ultrafiltration membrane. The present invention relates to a method for producing the transparent yttria sol, which comprises:

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0010】本発明の透明性イットリアゾルは、酢酸イ
ットリウム水溶液とアルカリ性物質とを反応させて得ら
れるが、使用する酢酸イットリウム水溶液は、酢酸イッ
トリウムを純水に溶解させるか、あるいは純水に酸化イ
ットリウム粉末を分散し、次いでこれに酢酸を添加して
酸化イットリウムを溶解することにより調製することが
できる。なお、本発明の透明性イットリアゾルを、例え
ば無機バインダーとして使用する場合には、イットリウ
ム以外の希土類元素が含有されていても性能的によい場
合もあり、このような場合には、イットリウムを酸化イ
ットリウムとして換算してその含量が少なくとも65重
量%である混合希土類酢酸塩または混合希土類酸化物を
用いて酢酸イットリウム水溶液とすることもできる。
The transparent yttrium sol of the present invention is obtained by reacting an aqueous yttrium acetate solution with an alkaline substance. The yttrium acetate aqueous solution used is either yttrium acetate dissolved in pure water or yttrium oxide in pure water. It can be prepared by dispersing the powder and then adding acetic acid thereto to dissolve the yttrium oxide. Incidentally, when the transparent yttriasol of the present invention is used as, for example, an inorganic binder, it may be good in performance even if it contains a rare earth element other than yttrium.In such a case, yttrium is oxidized. A mixed yttrium acetate aqueous solution can be prepared by using a mixed rare earth acetate or mixed rare earth oxide having a content of at least 65% by weight calculated as yttrium.

【0011】酢酸イットリウム水溶液の濃度は、酢酸イ
ットリウムの純水に対する溶解度が低いことから、通常
は比較的低いものとなるが、酢酸イットリウム水溶液を
加温することにより0.4モル/リットル(以下、Lで
表示する)までの範囲で使用することができる。
The concentration of the yttrium acetate aqueous solution is usually relatively low because the solubility of yttrium acetate in pure water is low, but it is 0.4 mol / liter (hereinafter, (Displayed with L) can be used.

【0012】上記酢酸イットリウム水溶液との反応に使
用するアルカリ性物質には特に制限はなく、アンモニア
ガス、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどが使用できるが、反応の制御の容易さ、不純物金
属類の混入を避けるなどの点からアンモニア水が好適に
使用される。そこで、以下、アルカリ性物質としてアン
モニア水を用いた場合を例として本発明を説明する。
There is no particular limitation on the alkaline substance used in the reaction with the aqueous solution of yttrium acetate, and ammonia gas, aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. can be used. Ammonia water is preferably used from the standpoint of avoiding contamination with other substances. Therefore, the present invention will be described below by taking the case of using aqueous ammonia as the alkaline substance as an example.

【0013】上記酢酸イットリウムとアルカリ性物質と
の反応において、酢酸イットリウム水溶液に適当量のア
ンモニア水を添加しながら反応を継続していくと反応液
の透明性が保持されたまま反応が進行していくが、アン
モニア水の添加量が多くなると白色の沈澱が生じるよう
になる。本発明においては、透明性イットリアゾルを得
るため、沈澱が生じない範囲内でアンモニア水を添加す
るが、高濃度で、かつ経時安定性に優れた透明性イット
リアゾルを得るためには、上記反応において、反応液を
加熱、撹拌しつつアンモニア水を少量づつ連続的に供給
することが必要である。また、反応中に連続的に供給す
るアンモニア水の供給速度によって、同量のアンモニア
水を供給した時点での反応液のpHに差があり、供給速
度が遅い方が反応液のpH値は低くなる。本発明におい
ては、アンモニア水の供給速度を遅くして反応中および
供給停止時のpH値を低くすることが重要であり、アン
モニア水の供給を、例えば定量ポンプなどを用いずにア
ンモニア水を速やかに酢酸イットリウム水溶液に供給し
反応を行うと、得られるイットリアゾルは低濃度であっ
ても高粘度なものとなり、酢酸イットリウム濃度が2〜
3重量%と低いものであっても一晩放置するとゲル化す
る場合もある。上記アンモニア水の供給速度を遅くして
反応を行わせることにより得られる効果は、反応中の反
応液の反応温度によっても影響され、本発明の透明性イ
ットリアゾルを得るためには、反応温度を30〜100
℃、好ましくは40〜70℃の範囲で設定し、上記反応
を行うのが好ましい。反応温度が30℃未満では、得ら
れる透明性イットリアゾルの経時安定性が悪く、また1
00℃を超える場合も同様に経時安定性に優れた透明性
イットリアゾルを得ることができない。
In the reaction between the yttrium acetate and the alkaline substance, if the reaction is continued while adding an appropriate amount of ammonia water to the yttrium acetate aqueous solution, the reaction proceeds while the transparency of the reaction solution is maintained. However, if the amount of ammonia water added increases, a white precipitate will appear. In the present invention, in order to obtain a transparent yttriasol, ammonia water is added within a range where precipitation does not occur, but in order to obtain a transparent yttriasol having a high concentration and excellent stability over time, the above reaction In the above, it is necessary to continuously supply ammonia water little by little while heating and stirring the reaction solution. In addition, the pH of the reaction solution at the time when the same amount of ammonia water is supplied varies depending on the supply rate of the ammonia water continuously supplied during the reaction, and the slower the supply rate, the lower the pH value of the reaction solution. Become. In the present invention, it is important to slow the supply rate of the ammonia water to lower the pH value during the reaction and at the time when the supply is stopped, and the ammonia water is rapidly supplied without using a metering pump or the like. When the reaction is carried out by supplying it to an aqueous solution of yttrium acetate, the yttria sol obtained has a high viscosity even at a low concentration, and the yttrium acetate concentration is from 2 to 2.
Even if it is as low as 3% by weight, it may gelate when left overnight. The effect obtained by carrying out the reaction by slowing the supply rate of the ammonia water is also affected by the reaction temperature of the reaction solution during the reaction, and in order to obtain the transparent yttriasol of the present invention, the reaction temperature is 30-100
It is preferable to set the temperature in the range of 40 ° C., preferably 40 to 70 ° C. to carry out the above reaction. When the reaction temperature is lower than 30 ° C, the stability of the obtained transparent yttria sol with time is poor, and 1
Even when the temperature exceeds 00 ° C, a transparent yttria sol having excellent stability over time cannot be obtained.

【0014】上記酢酸イットリウムとアンモニアとの反
応における、反応機構、反応速度などについては、詳細
は明らかでないが、酢酸イットリウム水溶液にアンモニ
ア水を添加して反応を行う際に、アンモニア水の供給が
反応の律速段階となるように、酢酸イットリウム水溶液
を加熱、撹拌しながら、特に高撹拌状態に維持して、こ
れにアンモニア水の供給を定量的に、かつその供給速度
を遅くして反応系内でのアンモニア濃度が均一となるよ
うに反応を行うことにより、本発明の透明性イットリア
ゾルを得ることができる。
The details of the reaction mechanism, reaction rate, etc. in the reaction of yttrium acetate with ammonia are not clear, but when the reaction is carried out by adding aqueous ammonia to the aqueous solution of yttrium acetate, the supply of aqueous ammonia does not react. The yttrium acetate aqueous solution is heated and stirred so as to be the rate-determining step of, while maintaining a particularly high stirring state, in which the supply of ammonia water is quantitatively and the supply rate is slowed in the reaction system. The transparent yttria sol of the present invention can be obtained by carrying out the reaction so that the ammonia concentration becomes uniform.

【0015】具体的には、例えば、反応液を高撹拌下に
30℃以上の温度に保持しながら、これにアンモニア水
を40分以上、好ましくは60分以上、更に好ましくは
180分以上かけて添加し、反応させることにより、経
時安定性に優れた透明性イットリアゾルが得られる。
Specifically, for example, while maintaining the reaction solution at a temperature of 30 ° C. or higher under high agitation, this is treated with ammonia water for 40 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer, more preferably 180 minutes or longer. By adding and reacting, a transparent yttria sol excellent in stability over time can be obtained.

【0016】アンモニア水の添加量については、酢酸イ
ットリウム1モルに対するアンモニアの量が0.9〜
1.5モルの範囲になるように添加するのが好ましい。
アンモニア/酢酸イットリウム(モル比)が1.5を超
えるように多量にアンモニア水を添加すると反応液が増
粘したり、水酸化イットリウムが沈澱したりして目的と
する透明性イットリウムゾルを得ることができない。ま
た、0.9未満では、イットリウムの反応率が低くなっ
て好ましくない。
The amount of ammonia water added is 0.9 to 1 mol of yttrium acetate.
It is preferable to add it in a range of 1.5 mol.
Ammonia / yttrium acetate (molar ratio) exceeds 1.5, adding a large amount of ammonia water causes the reaction solution to thicken and yttrium hydroxide to precipitate to obtain the target transparent yttrium sol. I can't. Further, if it is less than 0.9, the reaction rate of yttrium becomes low, which is not preferable.

【0017】本発明で使用する反応器としては、加熱装
置と撹拌装置とが装備されたものを使用するが、撹拌装
置としては高撹拌状態を確保するため、ホモミキサー、
コロイドミル、三軸ミキサーなど混合撹拌能力の大きい
装置を使用するのが好ましい。また、反応器には、加熱
反応時に生成する水蒸気やガス類の飛散防止のため還流
装置を付けるのが好ましい。
As the reactor used in the present invention, a reactor equipped with a heating device and a stirring device is used. As the stirring device, a homomixer, in order to ensure a high stirring state,
It is preferable to use a device having a large mixing and stirring ability such as a colloid mill or a triaxial mixer. Further, it is preferable to attach a reflux device to the reactor in order to prevent scattering of water vapor and gases generated during the heating reaction.

【0018】上記反応により得られる透明性イットリア
ゾル中にはアンモニウムイオン、酢酸イオン、未反応の
イットリウムイオンなどの不純物が含まれ、これら不純
物はゾルの増粘・ゲル化を促進する作用があるので、本
発明においては、この透明性イットリアゾルを限外ろ過
膜を用いて洗浄して、これら不純物を除去する。
The transparent yttria sol obtained by the above reaction contains impurities such as ammonium ions, acetate ions and unreacted yttrium ions, and these impurities have the action of promoting thickening and gelation of the sol. In the present invention, the transparent yttria sol is washed with an ultrafiltration membrane to remove these impurities.

【0019】一般に、ゾルの洗浄方法としては、半透膜
による拡散、透析または電気透析による方法、あるいは
イオン交換樹脂を使用する方法が知られているが、これ
らの方法は洗浄に長時間を要したり、洗浄操作が煩雑で
あるという欠点があり、工業的にゾルの洗浄を行うに
は、限外ろ過膜の使用が有利である。本発明で使用する
限外ろ過膜としては、ゾル粒子は通過せず、不純物イオ
ンのみを通過せしめる透過孔構造を有する膜を選定する
必要があるが、膜の形状には制限はなく、平膜、チュー
ブラー膜、スパイラル膜などを使用することができる。
ろ過装置は、上記限外ろ過膜がセットされた循環システ
ムを採用するのが望ましく、不純物イオンを含有する溶
媒を系外に排出させ、濃縮されたゾルに溶媒を追加して
連続的に洗浄を行う。
Generally, as a method of washing the sol, a method of diffusion by a semipermeable membrane, a method of dialysis or electrodialysis, or a method of using an ion exchange resin is known, but these methods require a long time for washing. However, there is a drawback that the washing operation is complicated, and the use of an ultrafiltration membrane is advantageous for industrially washing the sol. As the ultrafiltration membrane used in the present invention, it is necessary to select a membrane having a permeation pore structure that does not allow passage of sol particles but only impurity ions, but the shape of the membrane is not limited, and is a flat membrane. , Tubular membranes, spiral membranes and the like can be used.
It is desirable for the filtration device to employ a circulation system in which the above ultrafiltration membrane is set.The solvent containing impurity ions is discharged to the outside of the system, and the solvent is added to the concentrated sol for continuous washing. To do.

【0020】本発明におけるゾルの洗浄においては、脱
イオン水を使用し、洗浄後のゾルの導電率が洗浄前のゾ
ルの導電率の約1/20以下となる程度に洗浄を行うの
がよい。なお、廃水中の未反応のイットリウムイオンは
容易に回収、再利用ができる。
In cleaning the sol of the present invention, deionized water is used, and the cleaning is preferably performed so that the conductivity of the sol after cleaning is about 1/20 or less of the conductivity of the sol before cleaning. .. The unreacted yttrium ions in the waste water can be easily recovered and reused.

【0021】上記限外ろ過膜を用いた洗浄によりゾル中
の粒子濃度がY23として約15重量%の透明性イット
リアゾルが得られる。この透明性イットリアゾルはその
まま使用することができるが、例えば無機バインダーと
して使用する場合には、高強度のバインダー効果を発揮
させるためゾルの高濃度化が必要であるから、上記限外
ろ過膜による洗浄後のゾルを更に濃縮する。この濃縮は
通常の加熱蒸発操作により真空下に撹拌しながら90℃
以下、好ましくは60℃以下の温度で行うことができ
る。濃縮の程度は、得られるゾルの粘度にもよるが、ゾ
ル中の粒子濃度がY23として35重量%まで可能であ
る。
By washing with the ultrafiltration membrane, a transparent yttria sol having a particle concentration in the sol of Y 2 O 3 of about 15% by weight can be obtained. This transparent yttria sol can be used as it is, but when it is used as an inorganic binder, for example, it is necessary to increase the concentration of the sol in order to exert a high-strength binder effect. The sol after washing is further concentrated. The concentration is 90 ° C. with stirring under vacuum by the usual heating and evaporation operation.
Hereafter, it can be carried out at a temperature of preferably 60 ° C. or lower. The degree of concentration depends on the viscosity of the obtained sol, but the particle concentration in the sol can be up to 35% by weight as Y 2 O 3 .

【0022】このようにして得られた、ゾル中の粒子濃
度がY23として15〜35重量%の範囲の透明性イッ
トリアゾルを電子顕微鏡で観察すると、その平均粒子径
は10〜80オングストロームの範囲にあり、通常、2
0〜50オングストロームである。また、電気泳動法に
よれば、この透明性イットリアゾル中の粒子の電荷はプ
ラス(陽)である。
The thus obtained transparent yttria sol having a particle concentration in the sol of 15 to 35% by weight as Y 2 O 3 was observed by an electron microscope, and the average particle diameter was 10 to 80 angstroms. Range, usually 2
It is 0 to 50 angstroms. Further, according to the electrophoresis method, the charge of the particles in this transparent yttriasol is positive (positive).

【0023】イットリアは熱力学的に高温でも安定で、
溶融金属との反応性が低いとの特性を有することから、
このような特性を利用して、本発明の透明性イットリア
ゾルは各種分野に使用することができる。特に、本発明
の透明性イットリアゾルは、無機バインダーまたはコー
ティング剤として効果的に使用することができる。本発
明の透明性イットリアゾルを無機バインダーとして使用
する場合には、通常、ゾル中の粒子濃度がY23として
20〜30重量%、粘度が10〜60cps、またpH
が7.2〜8.7の範囲にあるものが使用されるが、こ
のような性状を有する透明性イットリアゾルは室温で3
ケ月以上保管しても粘度上昇は認められず、経時的に安
定である。また、本発明の透明性イットリアゾルをコー
ティング剤として使用する場合には、通常、ゾル中の粒
子濃度がY23として10重量%以下となるように純水
または有機溶剤で希釈して基材に塗布することにより透
明な塗膜を形成することができる。
Yttria is thermodynamically stable at high temperatures,
Since it has the property of low reactivity with molten metal,
By utilizing such characteristics, the transparent yttriasol of the present invention can be used in various fields. In particular, the transparent yttriasol of the present invention can be effectively used as an inorganic binder or coating agent. When the transparent yttria sol of the present invention is used as an inorganic binder, the particle concentration in the sol is usually 20 to 30 wt% as Y 2 O 3 , the viscosity is 10 to 60 cps, and the pH is
Is used in the range of 7.2 to 8.7, but the transparent yttriasol having such properties is 3
Even if stored for more than a month, no increase in viscosity is observed and it is stable over time. When the transparent yttria sol of the present invention is used as a coating agent, it is usually diluted with pure water or an organic solvent so that the concentration of particles in the sol is 10% by weight or less as Y 2 O 3. A transparent coating film can be formed by applying it to the material.

【0024】[0024]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0025】実施例1 硝酸イットリウム1208g(4モル)を20Lポリエ
チレン容器に仕込み、脱イオン水1450gに溶解し
た。この溶液を50℃に加温し、またウルトラディスパ
ーサーで撹拌しながら、撹拌機撹拌部に直接アンモニア
水を定量的に導入した。このアンモニア水は1モル/k
gの濃度に希釈したものを全量で4400g(4.4モ
ル)使用した。アンモニア水の導入は、チューブポンプ
を用い、平均16g/分(0.016モル/分)の速度
で行った。反応過程は、pH計および導電率計を用いて
監視し、アンモニア水の添加にともなうpHおよび導電
率の変化を図1に示した。
Example 1 1208 g (4 mol) of yttrium nitrate was charged into a 20 L polyethylene container and dissolved in 1450 g of deionized water. While this solution was heated to 50 ° C. and stirred with an ultra disperser, ammonia water was quantitatively introduced directly into the stirrer stirring section. This ammonia water is 1 mol / k
Diluted to a concentration of g, 4400 g (4.4 mol) was used in total. Ammonia water was introduced at a rate of 16 g / min (0.016 mol / min) on average using a tube pump. The reaction process was monitored using a pH meter and a conductivity meter, and changes in pH and conductivity with addition of aqueous ammonia are shown in FIG.

【0026】反応終了後、反応液を25℃に戻したとこ
ろ、反応液のpHは8.9であった。また、導電率は約
60mS/cmであった。この反応液を限外ろ過膜を用
いて洗浄した後、減圧下で濃縮を行い、ゾル中の粒子濃
度がY23として35重量%の透明性イットリアゾルを
得た。
After the reaction was completed, the reaction solution was returned to 25 ° C., and the pH of the reaction solution was 8.9. The conductivity was about 60 mS / cm. The reaction solution was washed with an ultrafiltration membrane and then concentrated under reduced pressure to obtain a transparent yttria sol having a particle concentration of Y 2 O 3 of 35% by weight.

【0027】このゾルはやや粘綢であったため、脱イオ
ン水で希釈して25重量%とした。このように希釈して
得られたゾルのpHは8であり、導電率は4mS/cm
であった。このゾルをポリエチレン容器中で3ヶ月保存
したが、特に増粘は認められなかった。このゾルを透過
電子顕微鏡により観察したところ平均粒子径は約20オ
ングストロームであった。
Since this sol was slightly viscous, it was diluted with deionized water to 25% by weight. The pH of the sol thus obtained by dilution was 8, and the conductivity was 4 mS / cm.
Met. The sol was stored in a polyethylene container for 3 months, but no particular thickening was observed. When the sol was observed with a transmission electron microscope, the average particle size was about 20 Å.

【0028】上記ゾルは良好な成膜性を有し、このゾル
を5重量%に希釈してガラス基板にディップコートした
ところ均一で透明な塗膜が得られた。
The sol had a good film-forming property, and when this sol was diluted to 5% by weight and dip-coated on a glass substrate, a uniform and transparent coating film was obtained.

【0029】実施例2 実施例1において、反応温度を35℃として以外は実施
例1と同様に反応を行った。反応中のpH変化は、実施
例1とほぼ同様であった。
Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 35 ° C. The pH change during the reaction was almost the same as in Example 1.

【0030】反応終了後、反応液温度を25℃に戻した
ところpHは8.9であった。また、導電率は約60m
S/cmであった。この反応液を限外ろ過膜を用いて洗
浄した後、減圧下で濃縮を行い、ゾル中の粒子濃度がY
23として32重量%の透明性イットリアゾルを得た。
このゾルはやや粘稠であったため脱イオン水で希釈し濃
度を25重量%とした。このゾルをポリエチレン容器中
で保存したところ2ヶ月以上安定であった。なお、この
ゾルの平均粒子径は約30オングストロームであった。
After the reaction was completed, the temperature of the reaction solution was returned to 25 ° C., and the pH was 8.9. The conductivity is about 60m.
It was S / cm. The reaction solution is washed with an ultrafiltration membrane and then concentrated under reduced pressure to obtain a sol having a particle concentration of Y.
As a 2 O 3 , 32% by weight of a transparent yttria sol was obtained.
Since this sol was slightly viscous, it was diluted with deionized water to a concentration of 25% by weight. When this sol was stored in a polyethylene container, it was stable for 2 months or more. The average particle size of this sol was about 30 Å.

【0031】実施例3 実施例1において、アンモニア水の供給速度を25g/
分(0.025モル/分)に変更した以外は実施例1と
同様にして反応を行った。反応中のpH変化は、実施例
1より0.1程度高めであった。
Example 3 In Example 1, the feed rate of ammonia water was 25 g /
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0.025 mol / min. The pH change during the reaction was about 0.1 higher than that in Example 1.

【0032】反応終了後、反応液を25℃に戻したとこ
ろ反応液のpHは8.9であり、また導電率は約60m
S/cmであった。この反応液を限外ろ過膜を用いて洗
浄したと、減圧下で濃縮を行いゾル中の粒子濃度がY2
3として32重量%の透明性イットリアゾルを得た。
このゾルはやや粘綢であるため、脱イオン水で希釈して
濃度を25重量%とした。このゾルをポリエチレン容器
に保存したところ2ヶ月以上安定であった。なお、この
ゾルの平均粒子径は約40オングストロームであった。
After the reaction was completed, the reaction solution was returned to 25 ° C., the pH of the reaction solution was 8.9, and the conductivity was about 60 m.
It was S / cm. When this reaction solution was washed with an ultrafiltration membrane, it was concentrated under reduced pressure to obtain a particle concentration in the sol of Y 2
A 32% by weight transparent yttria sol as O 3 was obtained.
Since this sol is slightly viscous, it was diluted with deionized water to a concentration of 25% by weight. When this sol was stored in a polyethylene container, it was stable for 2 months or more. The average particle size of this sol was about 40 Å.

【0033】[0033]

【効果】本発明の透明性イットリアゾルは、ゾル中の粒
子の平均粒子径が10〜80オングストロームと小さ
く、また粒子の濃度がY23として15〜35重量%と
高いことから、例えば無機バインダーとして使用すると
高強度のバインダー効果を発揮することができる。
[Effect] The transparent yttria sol of the present invention has a small average particle size of 10 to 80 angstroms in the sol and a high particle concentration of Y 2 O 3 of 15 to 35% by weight. When used as a binder, a high-strength binder effect can be exhibited.

【0034】本発明の透明性イットリアゾルは、経時的
な安定性に優れ、長期間保存しても増粘・ゲル化が起こ
らない。
The transparent yttriasol of the present invention is excellent in stability over time, and does not thicken or gel even after long-term storage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1における反応中のpHと導電率の変
化を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing changes in pH and conductivity during a reaction in Example 1.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゾル中の粒子の平均粒子径が10〜80
オングストロームの範囲である粒子を含有してなる透明
性イットリアゾル。
1. The average particle size of the particles in the sol is from 10 to 80.
A transparent yttriasol comprising particles in the Angstrom range.
【請求項2】 ゾル中の粒子濃度がY23として15〜
35重量%である請求項1に記載の透明性イットリアゾ
ル。
2. The concentration of particles in the sol is 15 to 15 as Y 2 O 3.
The transparent yttria sol according to claim 1, which is 35% by weight.
【請求項3】 酢酸イットリウム水溶液を加熱、撹拌し
ながら、これにアルカリ性物質を徐々に添加して酢酸イ
ットリウムとアルカリ性物質とを反応させ、生成したイ
ットリアゾルを限外ろ過膜を用いて洗浄した後、濃縮す
ることを特徴とする、ゾル中の粒子の平均粒子径が10
〜80オングストロームの範囲である粒子を含有してな
る透明性イットリアゾルの製造方法。
3. An yttrium acetate aqueous solution is heated and stirred, and an alkaline substance is gradually added thereto to cause a reaction between the yttrium acetate and the alkaline substance, and the produced yttria sol is washed with an ultrafiltration membrane. , The average particle size of the particles in the sol is 10
A method for producing a transparent yttria sol, which comprises particles in the range of -80 angstroms.
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