JPH0676214B2

JPH0676214B2 - 超微粒子状亜鉛華の製造方法

Info

Publication number: JPH0676214B2
Application number: JP4468391A
Authority: JP
Inventors: 靖森中; 信行羽尻
Original assignee: Hayashi Kinzoku Kogyosho KK
Current assignee: Hayashi Kinzoku Kogyosho KK
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH04280814A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高活性脱硫触媒、紫
外線吸収剤、加硫促進助剤などに用いられる超微粒子状
亜鉛華の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、湿式法による亜鉛華（酸化亜
鉛、ＺｎＯ）の製造方法は、６０℃以上に加温した炭酸
ナトリウムなどの炭酸アルカリ単独の水溶液に、硫酸亜
鉛または塩化亜鉛などの亜鉛塩水溶液を加え、ｐＨの変
動（アルカリ領域から次第に低下して中性領域に至る）
を目安に温度を管理して、塩基性炭酸亜鉛を沈殿させ、
水洗、乾燥後、か焼して0.１μｍ程度の微粒子を得てい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の湿式法によると、製造された亜鉛華の粒子が０．１μ
ｍ程度と比較的大きく、粒度分布も比較的広く、また、
凝集し易く分散性に劣るものであった。従って、このよ
うな亜鉛華を紫外線吸収剤に使用すると、可視光線を拡
散してマトリックスが不透明となり、また、ゴムの加硫
促進助剤または触媒として用いると、比表面積が充分で
ないため、効率が劣るという問題点がある

【０００４】この発明は、上記したように、従来の製造
法では亜鉛華の粒子径が0.１μｍ程度と大きく、粒度分
布に広がりを有し、二次凝集し易いという問題点を解決
し、一次粒子の粒径を均一にかつ充分に微小なもの
（０.0１〜０.0５μｍ程度）とし、また分散性を改善し
て二次凝集し難いものとして、可視部で透明となり、か
つ高効率の触媒（比表面積６０〜１００ｍ²／ｇ程度）
として使用し得る超微粒子状亜鉛華を提供することを課
題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、陰イオン界面活性剤水溶液
に、１４０〜１８０ｇ／ｌの硫酸亜鉛水溶液と、炭酸ナ
トリウム８０〜９６重量％および水酸化ナトリウム４〜
２０重量％の混合物１４０〜１８０ｇ／ｌの混合アルカ
リ水溶液とを、液温３０〜４０℃、ｐＨ6.８〜7.２を保
持しながら同時に添加し、生成した塩基性炭酸亜鉛をか
焼する手段を採用したのである。

【０００６】

【作用】この発明の超微粒子状亜鉛華の製造方法による
と、硫酸亜鉛水溶液と混合アルカリ水溶液との反応時
に、炭酸ナトリウムと共に混在する水酸化ナトリウムか
ら液中に供給される水酸イオンが、ｐＨ6.８〜7.２の範
囲にあって充分に存在し、また、液温度を３０〜４０℃
と比較的低温に保持しているため、式ａＺｎＣＯ₃・
ｂＺｎ（ＯＨ）₂・ｃＨ₂Ｏ（式中、ａは１〜３、ｂは
２〜４、ｃは０〜１の整数）で例示されるような塩基性
炭酸亜鉛の粒子が均質な状態で生成する。また、このよ
うな塩基性炭酸亜鉛は、陰イオン界面活性剤水溶液中で
生成するので、その一次粒子の周囲を陰イオン界面活性
剤が取り囲んで有機物層が形成される。このため、一次
粒子の成長速度は比較的低く抑えられ、かつ界面活性剤
分子が一次粒子相互の接近を防いで分散し易く、二次粒
子の形成が抑制される。

【０００７】

【実施例】この発明における陰イオン界面活性剤として
は、塩基性炭酸亜鉛の表面で陰イオン界面活性剤の層を
形成するものであればよく、たとえば、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、オ
レフィンスルホン酸塩などのスルホン酸型またはヘキサ
メタリン酸塩、トリポリリン酸塩などの縮合リン酸型の
陰イオン界面活性剤が挙げられる。また、縮合リン酸塩
のうちヘキサメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナ
トリウムなどの縮合リン酸のナトリウム塩、アルキルナ
フタレンスルホン酸塩のうち、ナフタレンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物のナトリウム塩は、水溶液中で解離した
陰イオンが塩基性炭酸亜鉛の表面に安定性の大きい界面
膜を形成するという点でより好ましいものといえる。市
販のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウ
ム塩としては、花王社製：デモールＮ、デモールＲＮが
例示できる。このような陰イオン界面活性剤の必要量
は、生成する塩基性炭酸亜鉛重量の0.１〜1.０％あれば
よく、濃度は、前記した硫酸亜鉛水溶液の濃度および反
応速度から１０ｇ／ｌ以下が適当である。

【０００８】この発明における硫酸亜鉛水溶液とは、硫
酸亜鉛の１４０〜１８０ｇ／ｌの水溶液であり、ｐＨ3.
５〜5.５に調整したものが好ましい。なぜなら、硫酸亜
鉛濃度が１４０ｇ／ｌ未満の少量では、生成した一次粒
子の成長が見られ、１８０ｇ／ｌを超える多量では凝集
一次粒子塊が生成して好ましくないからである。また、
ｐＨ3.５未満では局部的に塩基性硫酸亜鉛が生成し、ｐ
Ｈ5.５を越えるものでは、硫酸亜鉛水溶液中に不溶性塩
が析出して白濁し好ましくない。

【０００９】また、この発明における炭酸ナトリウムと
水酸化ナトリウムの混合物の配合割合は、それぞれ８０
〜９６重量％、４〜２０重量％である。なぜなら水酸化
ナトリウムが４重量％未満の少量では、反応時のｐＨの
変動が鈍くなり制御が甘くなり副反応が起り易くなり、
２０重量％を越える多量では、水酸化物の生成割合が多
くなって、生成物の組成の異なった水酸化亜鉛リッチの
化合物ができ好ましくないからである。また、混合アル
カリ水溶液の濃度は、１４０〜１８０ｇ／ｌとして用い
る。なぜなら、１４０ｇ／ｌ未満の少量では、反応生成
物の一次粒子が生長し易い状態となり、１８０ｇ／ｌを
越える多量では、一次粒子の凝集体が生成して好ましく
ないからである。

【００１０】また、以上の陰イオン界面活性剤水溶液
と、硫酸亜鉛水溶液と、混合アルカリ水溶液の反応時の
液温は３０〜４０℃、そのｐＨは6.８〜7.２に制限す
る。なぜなら、液温が３０℃未満の低温では目的とする
塩基性炭酸亜鉛の生成反応以外の副反応生成物が多くな
り、４０℃を越える高温では、反応生成物の一次粒子が
生長して好ましくない。さらに、ｐＨ6.８未満の酸性側
では、塩基性硫酸亜鉛の生成が多くなり、ｐＨ7.２を越
えるアルカリ側では、ナトリウムを含む複塩の生成が多
くなるからである。

【００１１】上記の条件における塩基性炭酸亜鉛の生成
反応が終了すると、３０〜６０分間熟成させた後、ろ過
して生成物を取り出せばよい。このようにして生成した
塩基性炭酸亜鉛は、１２５℃以下で乾燥した後、２５０
〜３５０℃でか焼する。さらに、粉砕を適当な条件で行
なってよいのはもちろんである。

【００１２】以下に実験例を示す。

【００１３】〔実験例１〕表１に示す原材料、濃度およ
び配合割合（体積部）で、陰イオン界面活性剤水溶液中
に、硫酸亜鉛水溶液および混合アルカリ水溶液を同時に
添加混合し、その際にｐＨを6.８〜7.２、液温を４０℃
に保持した（図１参照）。反応終了後３０分熟成し、生
成した塩基性炭酸亜鉛をろ過水洗し、１００〜１１０℃
で乾燥し、３５０℃で３時間か焼し、ついで粉砕機で粉
砕して、一次粒子径０.0１〜０.0３μｍ、ＺｎＯの含有
率９6.０％、比表面積６０ｍ²／ｇ（ＢＥＴ法）の分散
性の良い超微粒子状亜鉛華を製造した。

【００１４】〔実験例２〕表１に示す原材料、濃度およ
び配合割合（体積部）で、陰イオン界面活性剤水溶液に
硫酸亜鉛水溶液および混合アルカリ水溶液を同時に添加
混合し、その際のｐＨを6.８〜7.２、液温を３０℃に保
持した（図２参照）。反応終了後３０分熟成し、生成し
た塩基性炭酸亜鉛をろ過水洗し、１００〜１１０℃で乾
燥した後、３５０℃で２時間か焼し、ついで粉砕機で粉
砕して、一次粒子径０.0０５〜０．０２μｍ、ＺｎＯの
含有率９６．０％、比表面積８０ｍ²／ｇ（ＢＥＴ法）
の分散性の良い超微粒子状亜鉛華を製造した。

【００１５】〔実験例３〕表１に示す原材料、濃度およ
び配合割合（体積部）で、陰イオン界面活性剤水溶液中
に硫酸亜鉛水溶液および混合アルカリ水溶液を同時に添
加混合し、その際のｐＨを6.８〜7.２、液温を４０℃に
保持した（図３参照）。反応終了後３０分熟成し、生成
した塩基性炭酸亜鉛をろ過水洗し、１００〜１１０℃で
乾燥した後、２５０℃で２時間か焼し、ついで粉砕機で
粉砕して、一次粒径０.0１〜０.0３μｍ、ＺｎＯの含有
率９0.０％、比表面積８０ｍ²／ｇ（ＢＥＴ法）の分散
性の良い超微粒子状亜鉛華を製造した。

【００１６】

【表１】

【００１７】実験例１〜３で得られた超微粒子状亜鉛華
は、従来の亜鉛華の一次粒径0.１μｍと比べて１／２０
〜３／２０の粒径を有する超微粒子であり、その比表面
積も従来の亜鉛華の３０〜５０ｍ²／ｇに比べて６０〜
８０ｍ²／ｇと高率である。さらに、実験例２の亜鉛華
については、これをウレタン樹脂中に５０重量％均一分
散したフィルム（厚さ５μｍ）を試験片として、波長２
００〜８００μｍにおける紫外部および可視部の吸光度
（非透過率％）曲線を求めた（図４参照）。この結果、
実験例２で製造された超微粒子状亜鉛華は、紫外部領域
（２００〜４００ｎｍ）、可視部領域（４００〜８００
ｎｍ）において図４に記すような吸収を示し、可視光で
透明性が非常に高い紫外線吸収剤として使用できること
が判明した。

【００１８】

【効果】この発明は、以上説明したように、亜鉛華の一
次粒子の粒径を均一に、かつ充分に微小なものとし、ま
た、分散性を保持して二次凝集し難いものとし、可視光
下で透明性の高い紫外線吸収剤または高効率の触媒とし
て使用し得る超微粒子状の亜鉛華を製造できる。従っ
て、可視光で透明な塗料、フィルムその他の成形品に上
記の亜鉛華を配合すれば、紫外線の透過および素材の老
化を防ぎ、特に透明ゴム製品への配合量を充分に高め得
る。また、比表面積の高い高活性脱硫触媒などとして、
適用分野の広い亜鉛華を提供でき、この発明の産業上の
利用価値は高いということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塩基性炭酸亜鉛の生成反応時のｐＨと液温を示
す実験例１のグラフ

【図２】同上の実験例２のグラフ

【図３】同上の実験例３のグラフ

【図４】フィルムの吸光度曲線を示すグラフ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰イオン界面活性剤水溶液に、１４０〜
１８０ｇ／ｌの硫酸亜鉛水溶液と、炭酸ナトリウム８０
〜９６重量％および水酸化ナトリウム４〜２０重量％の
混合物１４０〜１８０ｇ／ｌの混合アルカリ水溶液と
を、液温３０〜４０℃、ｐＨ6.８〜7.２を保持しながら
同時に添加し、生成した塩基性炭酸亜鉛をか焼する超微
粒子状亜鉛華の製造方法。