JPH06256013A

JPH06256013A - 硼酸亜鉛の製造方法

Info

Publication number: JPH06256013A
Application number: JP7848393A
Authority: JP
Inventors: Toku Toda; 徳戸田; Tatsuo Yazaki; 達雄矢崎; Hideo Hibino; 秀夫日比野; Kenji Ishida; 健治石田; Kiyomi Nakagaki; 清美中垣
Original assignee: HAKUSUI CHEM IND; HAKUSUI CHEM IND Ltd
Current assignee: HAKUSUI CHEM IND; HAKUSUI CHEM IND Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】水分量および可溶性塩類が少なく、陶磁器用
の融剤、硼珪酸ガラスの原料、難燃化剤、抗菌剤、抗ダ
ニ剤等として有用な硼酸亜鉛を、乾式法によって効率よ
く且つ簡単に製造することのできる方法を提供すること
を目的とする。【構成】粒子径が０．１μｍ以下である酸化亜鉛（ま
たは水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛もしくは活性亜鉛華）
１モルに対して、硼酸および／もしくは三酸化二硼素を
硼酸換算で１〜１．５モル使用し、これらを均一に混合
してから、７００〜９８０℃で焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は硼酸亜鉛の製造方法に関
し、本発明によって得られる硼酸亜鉛は陶磁器用の融
剤、硼珪酸ガラスの原料、難燃化剤、抗菌剤、抗ダニ剤
等として有用である。

【０００２】

【従来の技術】硼酸亜鉛の製法としては、従来より湿式
法と共融法とが知られている。湿式法としては、硼酸の
飽和溶液に塩基性炭酸亜鉛を加えて煮沸した後放置して
結晶させる方法や、過剰量の四硼酸ナトリウム溶液に硫
酸亜鉛を加えて沈殿させる方法がある（ＺＩＮＣＣＨ
ＥＭＩＣＡＬＳＭ．ＦＡＲＮＳＷＯＲＴＨＣ．Ｈ．
ＫＬＩＮＥＡＳＴＵＤＹＣＯＭＭＩＳＳＩＯＮＥ
ＤＢＹＴＨＥＩＮＴＥＲＮＡＲＩＯＮＡＬＬＥＡ
ＤＺＩＮＣＲＥＳＥＲＣＨＯＲＧＡＮＡＩＺＡＴＩ
ＯＮＩＮＣ．Ｐ．１３１，１９７３）。一方、共融
法としては、酸化亜鉛と三酸化二硼素とを共融させるこ
とによって得る方法が知られている。

【０００３】また硼酸亜鉛は溶融効果が大きいので、こ
れを陶磁器用の融剤として使用すると、従来の硼酸フリ
ット等を使用した場合に比べて使用量を半分以下に低減
することができ、これによりタイル等の軽量化を増進し
得るばかりでなく、硼酸亜鉛は白色粉末であって水に不
溶性であるため、スリップ中に沈殿物を生じることがな
く、また熱膨張係数が小さいので貫入に対して安定であ
り、更には焼成温度域が広いので製品の歩留を高めるこ
とができ、また光沢が良好で透明度の高い釉面が得られ
るなど、焼成後の性質も改善され、コスト的にも有利で
あるといわれている（Ｗ．Ｍ．ＪＡＣＫＳＯＮＣＨＲ
ＡＭＩＣＢＵＬＥＴＩＮＶｏｌ．６８，Ｎｏ．１，
８７，１９８９）。

【０００４】しかしながら、上記の様な方法によって得
られる従来の硼酸亜鉛は、陶磁器用の融剤として必ずし
も満足し得るものとはいえない。即ち、湿式法によって
得られる硼酸亜鉛の組成は、酸化亜鉛分３８〜４０％、
三酸化二硼素４５〜４８％、水分１３〜１６％、可溶性
塩類５〜１５％であり、この様に水分や可溶性塩類を多
量含む硼酸亜鉛を陶磁器用の融剤として釉調合物に混合
すると、スリップ中に沈殿物を生じたり、釉調合物の組
成が変化して焼成後の釉面や顔料に悪影響を与えること
もある。加えて、この方法は湿式法であるため硼酸亜鉛
としての収率も満足し得るものとはいえない。

【０００５】一方、共融法によって得られる硼酸亜鉛は
ガラス状として得られるので作業性が悪く、また陶磁器
用の融剤として使用した場合も貫入に対して安定性を欠
き且つ光沢の良好な釉面も得られにくいといった難点が
ある。

【０００６】また、単に硼酸とフランス法等によって得
られる一般の酸化亜鉛（粒子径０．２〜０．５μｍ）を
混合して焼成する方法では、焼成前に硼酸と酸化亜鉛を
十分均一に混合しておく必要があるが、これらを事前に
均一に混合することは意外に困難であって、得られる硼
酸亜鉛は混合不足により不均一なものとなり易い。加え
て焼成反応を完結させるには９３０度以上の高温を採用
する必要があり、また焼成過程では徐々にゆっくりと昇
温させる必要があるので、焼成に非常に長時間を要する
という欠点も指摘される。

【０００７】加えて硼酸亜鉛を焼成する時に生成する遊
離の硼素分が窯を傷めたり、或は製造される硼酸亜鉛の
品質が一定になりにくいという傾向もあり、釉面にビー
ディングやピンホール、気泡等の欠陥を生じることも多
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来技術の問題点に着目してなされたものであって、そ
の目的は、可溶性塩類や水分の含有量が少なく、且つ品
質が安定しており、陶磁器用の融剤等として優れた性能
を発揮し得る硼酸亜鉛を効率よく安価に製造することの
できる方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る硼酸亜鉛の製法は、粒子径が０．
１μｍ以下である酸化亜鉛１モルに対して、硼酸および
／もしくは三酸化二硼素を硼酸換算で１〜１．５モル使
用し、これらを均一に混合してから、７００〜９８０℃
で焼成するところに要旨を有するものである。

【００１０】尚上記方法を実施するに当たっては、酸化
亜鉛に代えて水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛もしくは活性
亜鉛華を使用することも有効である。また本発明によっ
て得られる硼酸亜鉛は、特に陶磁器用の融剤として有用
である。

【００１１】

【作用】本発明では、上記の様に粒子径が０．１μｍ以
下である酸化亜鉛（または水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛
もしくは活性亜鉛華）１モルに対して、硼酸および／も
しくは三酸化二硼素を硼酸換算で１〜１．５モル使用
し、これらを均一に混合してから、７００〜９８０℃で
焼成するものであり、これにより焼成前の硼酸および／
または三酸化二硼素と均一に混合し易くし、それにより
短時間の処理で均一に混合可能にするとともに、焼成を
低温且つ短時間で可能にし、ひいては焼成後の組成を均
一にすると共に水分や可溶性塩類の少ない硼酸亜鉛を製
造することが可能となる。

【００１２】本発明においては、一次粒子径が０．１μ
ｍ以下の酸化亜鉛と、硼酸および／または三酸化二硼素
を使用する。酸化亜鉛の代わりに水酸化亜鉛、塩基性炭
酸亜鉛もしくは活性亜鉛華を使用することも可能であ
る。そこで、以下の説明では、硼酸および／または三酸
化二硼素を硼酸類と称し、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、塩基
性炭酸亜鉛もしくは活性亜鉛華を亜鉛華類と称すことに
する。

【００１３】本発明を実施するに当たっては、まず亜鉛
華類として粒子径が０．１μｍ以下の微粒子を使用する
ことが重要となる。しかるに、従来の酸化亜鉛等の粒子
径は通常０．２〜０．５μｍ程度であり、この様に比較
的粗粒のものを使用すると、焼成前における硼酸類との
混合が不十分となって均一な焼成物が得られ難くなり、
前述の如く焼成反応不足による可溶性塩類や水分量の増
大といった難点を解消することができなくなる。

【００１４】ところが、粒子径が０．１μｍ以下の微粒
子状の亜鉛華類を使用すると、焼成前の硼酸類との混合
を短時間で均一に行うことができ、その結果、焼成を比
較的低温で万遍なく均一に行うことができ、それにより
水分や可溶性塩類の少ない硼酸亜鉛を焼成物として容易
に得ることができる。

【００１５】また、亜鉛華類と硼酸類との配合比率は、
亜鉛華類１モルに対して硼酸類を硼酸換算で１〜１．５
モル、より好ましくは１．１〜１．４モルの範囲とする
ことが必要であり、硼酸類の配合比率が相対的に多過ぎ
る場合は、可溶性塩類が多くなり、一方亜鉛華類の配合
量が相対的に多過ぎる場合は、焼成物中の硼酸亜鉛の量
が不足気味となって、陶磁器用の融剤等としての優れた
機能を発揮できなくなる。

【００１６】本発明を実施するに当っては、まず硼酸類
と亜鉛華類とを所定量秤量して予め均一に混合する。混
合所要時間は、混合装置の混合性能によっても変わって
くるので一律に決めることはできないが、通常は３０分
乃至１時間程度で十分である。尚、回転窯等の様に混合
機能を備えた焼成窯を使用する場合は、必ずしも予め混
合しておかなくともよい。

【００１７】次いでこの混合物を７００〜９８０℃、よ
り好ましくは７５０〜９００℃で焼成する。焼成温度が
７００℃未満では固相反応が十分に進行せず、未反応物
として多量の硼酸類がそのまま可溶性塩類として残存す
るため本発明の目的を果たすことができない。一方９８
０℃を超える高温になると、焼成物がガラス状となり、
生成する硼酸亜鉛が細かく均一に分散し難くなって作業
性が悪化し、且つ陶磁器用の溶剤して用いた場合にも、
本発明で期待される様な優れた機能を発揮できなくな
る。

【００１８】焼成時間は特に限定されないが、好ましい
のは３０分乃至２４時間、より好ましくは１時間乃至６
時間の範囲であり、３０分未満では焼成が不十分になる
傾向があり、２４時間を超えて長時間焼成しても焼成反
応はそれ以上進行しないので経済的に無駄である。

【００１９】かくして得られる焼成物は、粉末状の硼酸
亜鉛であり、未反応物である硼酸類や水分を殆ど含ま
ず、陶磁器用の融剤として非常に優れた性能を発揮する
ばかりでなく、硼珪酸ガラスの原料、難燃化剤、抗菌
剤、抗ダニ剤等として優れた性能を発揮する。

【００２０】以下、実施例を挙げて本発明の構成及び作
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記
の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施する
ことも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に含まれる。

【００２１】

【実施例】

実施例１平均粒子径０．０５μｍの微粒子状酸化亜鉛４５ｋｇと
硼酸５５ｋｇを、予め混合することなくロータリーキル
ンを用いて混合しながら８００℃で３時間焼成し、７５
ｋｇ（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。この硼酸亜鉛の
組成は、酸化亜鉛５９％、三酸化二硼素４０％、水分
０．１％、可溶性塩類１％であった。

【００２２】実施例２平均粒子径０．０５μｍの微粒子状活性亜鉛華４５ｋｇ
と硼酸５５ｋｇを予めモルタルミキサーで３０分間混合
し、電気窯を用いて９００℃で６時間焼成し、７５ｋｇ
（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。この硼酸亜鉛の組成
は、酸化亜鉛５９％、三酸化二硼素４０％、水分０．１
％、可溶性塩類１％であった。

【００２３】実施例３平均粒子径０．０５μｍの微粒子状活性亜鉛華６９ｋｇ
と三酸化二硼素３１ｋｇを予めモルタルミキサーで３０
分間混合し、電気窯を用いて７５０℃で３時間焼成し、
９９ｋｇ（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。この硼酸亜
鉛の組成は、酸化亜鉛５９％、三酸化二硼素４１％、水
分０％、可溶性塩類０％であった。

【００２４】実施例４平均粒子径０．０５μｍの微粒子状水酸化亜鉛５０ｋｇ
と硼酸５０ｋｇを、予め混合することなくロータリーキ
ルンを用いて混合しながら８００℃で３時間焼成し、６
８ｋｇ（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。この硼酸亜鉛
の組成は、酸化亜鉛５８％、三酸化二硼素４０％、水分
０．２％、可溶性塩類２％であった。

【００２５】実施例５平均粒子径０．０５μｍの微粒子状塩基性炭酸亜鉛５６
ｋｇと硼酸４４ｋｇを予めモルタルミキサーで３０分混
合し、電気窯を用いて９００℃で６時間焼成し、６０ｋ
ｇ（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。この硼酸亜鉛の組
成は、酸化亜鉛５８％、三酸化二硼素４０％、水分０．
２％、可溶性塩類１％であった。

【００２６】比較例１平均粒子径０．３μｍの粗粒炭酸亜鉛４５ｋｇと硼酸５
５ｋｇを予めモルタルミキサーで２時間混合し、電気窯
を用いて９００℃で２４時間焼成し、７３ｋｇ（収率９
８％）の硼酸亜鉛を得た。得られた生成物の組成は、酸
化亜鉛６１％、三酸化二硼素３９％、水分０．１％、可
溶性塩類９％であった。

【００２７】比較例２平均粒子径０．０５μｍの微粒子状酸化亜鉛４５ｋｇと
硼酸５５ｋｇを予めモルタルミキサーで２時間混合し、
電気窯を用いて６００℃で２４時間焼成し、７３ｋｇ
（収率９８％）の硼酸亜鉛を得た。得られた生成物の組
成は、酸化亜鉛６１％、三酸化二硼素３９％、水分０．
２％、可溶性塩類２１％であった。

【００２８】比較例３平均粒子径０．０５μｍの微粒子状酸化亜鉛４５ｋｇと
硼酸５５ｋｇを、予めモルタルミキサーで２時間混合
し、電気窯を用いて９００℃で２４時間焼成し、７５ｋ
ｇ（収率９９％）の硼酸亜鉛を得た。得られた生成物の
組成は、酸化亜鉛６１％、三酸化二硼素３９％、水分
０．１％、可溶性塩類０．１％であったが、生成物はガ
ラス状化しており、均一に細かく粉砕し難いものであっ
た。

【００２９】比較例４硼酸４１ｋｇを１００℃の水１００リットルに溶解さ
せ、塩基性炭酸亜鉛２１ｋｇを加えてから十分に攪拌し
た後、２時間煮沸した。その後、一晩放置し結晶化させ
てから濾過すると、３５ｋｇ（収率７０％）の硼酸亜鉛
が得られた。

【００３０】性能試験１下記基本組成の釉に、上記実施例及び比較例で得た各硼
酸亜鉛を４％添加して均一に混合した後、壁タイル素地
に施釉して焼成した。（釉基礎組成）０．２０ＫＮａＯ０．４３ＣａＯ０．２７ＺｎＯ０．２７Ａｌ_２Ｏ_３２．６６
ＳｉＯ_２０．１０ＢａＯ

【００３１】その結果、実施例１〜５で得た硼酸亜鉛を
使用したものは、ＳＫ３ａの良好な透明光沢釉が得られ
たのに対し、比較例１〜４で得た硼酸亜鉛を使用したも
のでは、釉面の色がばらつきを有し且つ光沢も乏しかっ
た。

【００３２】性能試験２下記基本組成の釉に、上記実施例及び比鮫例で得た各硼
酸亜鉛を４％添加して均一に混合した後、壁タイル素地
に施釉して焼成した。（釉基礎組成）０．２５ＫＮａＯ０．４０ＣａＯ０．３５ＺｎＯ０．３０Ａｌ_２Ｏ_３２．５０
ＳｉＯ_２０．１０ＢａＯ

【００３３】その結果、実施例１〜５で得た硼酸亜鉛を
使用したものは、良好な乳濁釉が得られたが、比較例１
〜４で得た焼成物を使用したものでは、釉面の色がばら
つきを有し且つ光沢も乏しかった。

【００３４】性能試験３下記基本組成の釉に、上記実施例１、比較例１及び比較
例４で得た各焼成物を４％添加して均一に混合した後、
壁タイル素地に施釉して１００００枚づつ焼成した。（釉基礎組成）０．２０ＫＮａＯ０．４３ＣａＯ０．２７ＺｎＯ０．２７Ａｌ_２Ｏ_３２．６６
ＳｉＯ_２０．１０ＢａＯ

【００３５】その結果、実施例１で得た硼酸亜鉛を用い
て得たタイルの不良率はビーディング０．１％、ピンホ
ール０．２％、気泡０．２％、貫入０．１％であり、全
体としての不良率は０．６％であった。これに対し、比
較例１で得た酸化亜鉛を用いて得たタイルの不良率は、
ビーディング１．９％、ピンホール１．５％、気泡１．
１％、貫入１．０％で、全体としての不良率は５．５
％、比較例２で得た酸化亜鉛を用いて得たタイルの不良
率は、ビーディング６．０％、ピンホール３．９％、気
泡５．２％、貫入４．８％で、全体としての不良率は１
９．９％、比較例３で得た酸化亜鉛を用いて得たタイル
の不良率は、ビーディング１．３％、ピンホール１．３
％、気泡１．４％、貫入１．２％で、全体としての不良
率は５．２％、比鮫例４で得た焼成物を用いて得たタイ
ルの不良率は、ビーディング４．２％、ピンホール３．
２％、気泡３．３％、貫入２．９％で、全体としての不
良率は１３．６％であった。

【００３６】尚、図１は実施例１〜５で得た硼酸亜鉛の
Ｘ線解折チャート、図２は比較例１で得た硼酸亜鉛のＸ
線解折チャート、図３は比鮫例４で得た硼酸亜鉛のＸ線
解折チャートを夫々示したものであり、これらの図を対
比すれば明らかである様に、本発明によって得た硼酸亜
鉛のＸ線解折チャートは、比較例で得たものに比べてい
非常にシャープであり、比較例で得たものに比べて不純
物量が非常に少なく、高純度のものであることが分か
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、水
分量および可溶性塩類が非常に少なく、陶磁器用の融
剤、硼珪酸ガラスの原料、難燃化剤、抗菌剤、抗ダニ剤
等として有用な硼酸亜鉛を、乾式法を採用して簡単な方
法で効率よく製造し得ることになった。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得た硼酸亜鉛のＸ線解折チャートを
示す図である。

【図２】比較例１で得た酸化亜鉛のＸ線解折チャートを
示す図である。

【図３】比較例４で得た酸化亜鉛のＸ線解折チャートを
示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中垣清美愛知県名古屋市北区辻町１−８辻町住宅２街区８棟303号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子径が０．１μｍ以下である酸化亜鉛
１モルに対して、硼酸および／もしくは三酸化二硼素を
硼酸換算で１〜１．５モル使用し、これらを均一に混合
してから、７００〜９８０℃で焼成することを特徴とす
る硼酸亜鉛の製造方法。
【請求項２】酸化亜鉛に代えて水酸化亜鉛を使用する
請求項１記載の硼酸亜鉛の製造方法。
【請求項３】酸化亜鉛に代えて塩基性炭酸亜鉛を使用
する請求項１記載の硼酸亜鉛の製造方法。
【請求項４】酸化亜鉛に代えて活性亜鉛華を使用する
請求項１記載の硼酸亜鉛の製造方法。
【請求項５】陶磁器用融剤して使用する硼酸亜鉛を製
造する請求項１〜４のいずれかに記載の硼酸亜鉛の製造
方法。