JPH07309624A

JPH07309624A - 分散性に優れたセリウム・鉄複合酸化物固溶体およびそのゾル並びにその製法

Info

Publication number: JPH07309624A
Application number: JP9892794A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hata; 和男秦; Norikazu Aikawa; 規一相川; Koji Motoyama; 厚司本山
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【構成】酸化セリウム中に、Ｆｅ／Ｃｅの原子比で
０．０２〜０．４の酸化鉄が固溶したセリウム・鉄複合
酸化物固溶体およびその水分散ゾル、並びに該固溶体を
アミノアルコール類および／またはイミノアルコール類
の存在下に有機溶剤中に分散した溶剤分散ゾルを開示す
る。【効果】酸性からアルカリ性にわたる広いｐＨ領域の
水中、或は有機溶剤中で優れた分散性と分散安定性を示
すセリウム・鉄複合酸化物固溶体、およびその水系もし
くは有機溶剤系ゾルであり、塗料や高分子材料等に配合
し、あるいはガラスや高分子フィルムにコーティングし
て紫外線遮蔽機能や導電性機能等を付与するための材料
として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸性からアルカリ性に
わたる広いｐＨ領域の水中、或は有機溶剤中で優れた分
散性と分散安定性を示すセリウム・鉄複合酸化物固溶
体、およびその水系もしくは、有機溶剤系ゾル、並びに
それらの製法に関し、この複合酸化物固溶体は、水系も
しくは有機溶剤系のゾル調製のための好適な素材とな
り、またこのゾルは、塗料や高分子材料等に配合し、あ
るいはガラスや高分子フィルムにコーティングして紫外
線遮蔽機能や導電性機能等を付与するための材料として
有用である。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタン、酸化亜鉛や酸化セリウム等
は紫外線を反射、散乱または吸収することによって紫外
線遮蔽する機能を有しており、これらのゾル状物やコロ
イド状物は、ベンゾフェノン系や安息香酸系等の有機系
化合物からなる紫外線遮蔽材に比べて紫外線の吸収によ
る変質が少なく、安定性の面で優れており着目されてい
る。

【０００３】しかしながら、酸化チタンゾルや酸化亜鉛
コロイド等は、透明性や透光性が十分とは言えず、ま
た、光触媒作用を有しているため共存する高分子成分や
有機成分を変質させることがある。

【０００４】これに対して酸化セリウムは、酸化チタン
や酸化亜鉛に見られる様な光触媒作用が殆ど認められ
ず、また、透明性や透光性においても優れていることか
ら、紫外線遮蔽材として、結晶質酸化第二セリウムゾル
を使用する方法（特開平１−１４８７１０号）、酸化セ
リウムおよび／または含水酸化セリウムを用いる方法
（特開平１−１９０６２６号）、酸化チタン・酸化セリ
ウム複合系ゾルを用いる方法（特開平１−３０１５１７
号）、酸化セリウムが固溶した酸化ジルコニウムの粒子
を用いる方法（特開平２−１３５２７５号）等が提案さ
れている。しかしながら、これらは何れも３４０〜３８
０ｎｍの波長領域における紫外線遮蔽効果が十分とはい
えず、またゾル粒子の粒子径が大きいためゾル自体の透
明性や安定性、更にはコーティングした時の密着性にも
問題がある。

【０００５】ところで本発明者らは、先に酸化セリウム
ゾルの製造方法として、有機酸セリウム塩と過酸化水素
とを含む水溶液を加熱して有機酸セリウム塩を加水分解
し、得られる酸化セリウムゾルを限外濾過膜により濾過
し洗浄する方法を提案した（特開平４−２６５２８
号）。これは、化学大辞典５（昭和４４年；共立出版社
発行）に記載されている水酸化セリウムの製法（第２７
頁）をベースとし、これを更に発展させたものである。
即ち化学大辞典には、セリウムの蟻酸塩や酢酸塩溶液を
過酸化水素と煮沸すると白色ゲル状の沈殿が得られる、
と記載されているが、本発明者等が種々研究を行なった
ところによると、原料として使用する有機酸セリウム塩
の濃度を特定し、更には過酸化水素の添加方法を工夫す
ると水酸化セリウムの沈澱物は生成せず、ゾル状のセリ
ウム水酸化物ないし結晶性酸化セリウム水和物として安
定化し、６ケ月以上ゲル化することがないという新たな
知見に基づくものである。

【０００６】ところが、該ゾル状のセリウム水酸化物乃
至ゾル状の結晶性酸化セリウム水和物は、水和酸化セリ
ウムの沈澱が生成する前に加水分解反応がほぼ完了する
様にして得たものであるため、経時的に粒子成長を起こ
す傾向が見られ、保存時にゲル状あるいは一部析出物と
して沈殿を生成するという問題があり、こうした傾向は
環境温度に大きく影響されることも確認している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した様な問題点に着目してなされたものであって、その
目的は、例えば紫外線遮蔽材等として広範囲な波長領域
で紫外線を効率よく遮蔽すると共に、透明性および安定
性に優れた水系もしくは有機溶剤系のゾルを与える様な
セリウム系酸化物、およびそのゾル、並びにそれらの製
法を提供しようとするものである。

【０００８】

【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セリウム・鉄複合酸化物固溶体の
構成は、酸化セリウム中に、Ｆｅ／Ｃｅの原子比で０．
０２〜０．４の酸化鉄が固溶したものであるところに要
旨を有するものである。また、本発明に係るゾルは、上
記のセリウム・鉄複合酸化物固溶体を水中に分散し、あ
るいはアミノアルコール類および／またはイミノアルコ
ール類の存在下に有機溶剤中に分散したものであるとこ
ろに要旨が存在する。上記の水系ゾルは、有機酸セリウ
ム塩と有機酸鉄塩を、過酸化水素と水の存在下に加熱反
応することによって得ることができ、このとき、反応液
中の有機酸セリウム塩と有機酸鉄塩との合計濃度は、セ
リウムと鉄との酸化物換算で０．１モル／リットル以下
に抑えて加熱反応を行なうのがよく、また過酸化水素
は、セリウムと鉄との酸化物換算でのモル数１に対して
０．５〜５モル使用するのがよい。そして、この様にし
て得られる水系ゾルを乾燥すると、上記のセリウム・鉄
複酸化物固溶体が得られる。

【０００９】また上記のセリウム・鉄複合酸化物固溶体
を、アミノアルコール類および／またはイミノアルコー
ル類と共に有機溶剤と混合すると、有機溶剤系ゾルを得
ることができ、更に有機溶剤系ゾルは、上記の水系ゾル
を、アミノアルコール類および／またはイミノアルコー
ル類と混合した後乾燥し、該乾燥物を有機溶剤と混合し
て再分散させることによっても得ることもできる。

【００１０】尚、上記における水系ゾルは粒子径が２０
０Å程度以下、好ましくは８０Å程度以下、有機溶剤系
ゾルは３００Å程度以下、好ましくは２００Å程度以下
の非常に微細なものであり、長期保存時にも分離や沈降
などを生じることない非常に安定なものである。

【００１１】

【作用】上記の様に本発明のセリウム・鉄複合酸化物固
溶体は、酸化セリウム中にＦｅ／Ｃｅの原子比で０．０
２〜０．４の酸化鉄が固溶したものであり、この固溶体
は追って詳述する様な方法によって製造されるが、その
面間隔ｄ（Å）値や紫外・可視光線領域の光透過率、あ
るいは水や有機溶剤への分散性等において、酸化セリウ
ムと酸化鉄との単なる混合物とは非常に異なった特性を
有している。

【００１２】即ち本発明に係るセリウム・鉄複合酸化物
固溶体は、その物理的特性を示す面間隔ｄ（Å）値にお
いて、鉄を複合化していない酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ）
に対して、メインピークである（１１１）面の値が低い
値を示すと共に、鉄の含有量が多くなるほどそのシフト
が大きくなる傾向を示し、また光線遮蔽特性において
は、遮蔽し得る光線波長域がかなり可視光線領域側へ移
行し、且つ水や有機溶剤への分散性や分散安定性におい
ても非常に優れたものとなる。更に同一配合組成の酸化
セリウムと酸化鉄の単なる混合物に比較すると、同様に
水や有機溶剤に対する分散性や分散安定性において顕著
な差異を有しているばかりでなく、分散液の着色状態に
おいても単なる混合物では鉄酸化物の有する色が顕出し
て濃赤褐色に着色するのに対し、本発明の固溶体の着色
状態は僅かであり、これらの差異は後述する実施例によ
って明らかにする通り極めて顕著なものである。

【００１３】ちなみに本発明のセリウム・鉄複合酸化物
固溶体の物理的特性は鉄酸化物の固溶量によって変わっ
てくるが、面間隔ｄ（Å）値や、水への分散性および分
散安定性、並びに分散液の色調等は後記表１，２に示す
通りであり、いずれにおいても特異なものであることが
分かる。

【００１４】上記の様なセリウム・鉄複合酸化物固溶体
は、有機酸セリウム塩と有機酸鉄塩を、過酸化水素と水
の存在下に加熱反応することによって得ることができ、
このとき、反応液中の有機酸セリウム塩と有機酸鉄塩と
の合計濃度は、セリウムと鉄との酸化物換算で０．１モ
ル／リットル以下に抑えて加熱反応を行ない、また過酸
化水素は、セリウムと鉄との酸化物換算で１モルに対し
て０．５〜５モルの範囲で使用することが望まれる。

【００１５】即ち、本発明で意図する上記の様なセリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体を得るには、有機酸セリウム塩
と有機酸鉄塩とを過酸化物の存在下で同時に加水分解す
ることが必要であり、それぞれ単独で加水分解したもの
を後で混合しても、上記の様なセリウム・鉄複合酸化物
固溶体を得ることはできない。

【００１６】ここで使用される有機酸セリウム塩および
有機酸鉄塩は、水に可溶な化合物であり、たとえば蟻酸
塩、酢酸塩などを挙げることができ、具体的には蟻酸セ
リウム、酢酸セリウム、および蟻酸鉄、酢酸鉄などが挙
げられ、これらを、所定の組成比となる様な混合水溶液
とする。このときの有機酸セリウム塩と有機酸鉄塩との
混合比率は、Ｆｅ／Ｃｅの原子比で０．０２〜０．４の
範囲、好ましくは０．０３〜０．３の範囲、より好まし
くは０．０５〜０．２の範囲とすべきであり、Ｆｅ／Ｃ
ｅの原子比が０．０２を下回る場合は、鉄成分の固溶化
による前述の様な作用効果が有意に発揮されず、一方
０．４を上回る場合は、Ｃｅ成分中に固溶し切れない鉄
成分が残存して水系ゾルや有機溶剤系ゾルとした時の着
色が顕著になり、可視光領域、特に４００〜５００ｎｍ
付近の透過率が著しく損なわれる。

【００１７】更に、同時に加水分解せしめる時の反応液
の濃度は、セリウムと鉄との酸化物換算で０．１モル／
リットル以下、つまり酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ）と酸化
鉄（Ｆｅ₂ ０₃ ）としての合計濃度で、０．１モル／リ
ットル以下、好ましくは０．０８モル／リットル以下、
より好ましくは０．０５モル／リットル以下となる様に
設定することが望まれる。しかして、０．１モル／リッ
トルを超える高濃度で反応を行なうと、加水分解反応が
急激にあるいは連鎖的に起こるためか、ゾル状態で安定
に存在することができず、水酸化物となって沈降してし
まう。

【００１８】またこの反応で使用する過酸化水素の量
は、セリウムと鉄との酸化物換算での合計モル数１に対
して０．５〜５モル、好ましくは１〜３モルの範囲とす
べきであり、０．５モルを下回る場合は加水分解反応が
十分に進行せず、未反応の有機酸塩が残存し目的とする
固溶体の収率を満足に高めることができなくなる。ま
た、過酸化物量が５モルを超えてもそれ以上の収率向上
は認められず、むしろ余剰の過酸化水素の分解によって
多量の酸素が生成し、安全性を阻害する。尚、過酸化水
素は一般に市販されている３０〜６０％の高濃度の過酸
化水素水をそのまま使用しても差し支えないが、急激な
分解による酸素の多量発生を避けるなど安全性を考慮す
ると、１０％以下の濃度の過酸化水素水を使用し、これ
を所定量徐々に添加するのが好ましい。

【００１９】この場合、原料となる有機酸塩水溶液が常
温の状態で過酸化水素を添加してから昇温して反応させ
てもよく、あるいは常温から昇温しながら、もしくは８
０〜１００℃に加熱・保持した状態で過酸化水素水を添
加してもよい。また、反応を充分に進めるために、加水
分解反応の途中もしくはほぼ完了した後で更に低濃度の
過酸化水素水を少量追加してもよい。上記加水分解反応
は、通常、２０〜１２０℃、好ましくは８０〜１００℃
の温度範囲で行い、その時間は反応温度によって変わる
ので一概に特定できないが、通常１〜５時間で十分であ
る。

【００２０】かくして得られる生成物を濾過せずにその
まま濃縮して固形分として１０〜２０重量％の水分散系
セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルとして取り出すこと
ができるが、好ましくは限外濾過膜などにより濾過して
洗浄し、未反応のセリウム塩や鉄イオン類、過酸化水素
などを除去するのが良い。具体的には、反応を終えた反
応液を限外濾過装置に導き、限外濾過膜を透過する濾過
水と共に上記イオン類などを系外へ除去し、ゾルに純水
を追加することによって洗浄・濃縮を行う。この濃縮に
より、水分散系のセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを
固形分で４０〜５０重量％程度の高濃度品として安定し
て取り出すことができるが、通常は固形分で３〜３０重
量％程度のゾルとして得る。この水分散系セリウム・鉄
複合酸化物固溶体ゾルを透過型電子顕微鏡で観察する
と、実質上全ての粒子が８０Å以下、平均粒子径として
は５０Å以下の非常に微細なものとして得られる。

【００２１】上記のセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル
を乾燥して水分を除去すると、本発明の目的物であるセ
リウム・鉄複合酸化物固溶体を得ることができる。この
乾燥粉末は前述の様な特性を有しており、水に容易に再
分散し得ると共に、再分散後は乾燥前のセリウム・鉄複
合酸化物固溶体ゾルと全く同様の特性を示す。

【００２２】この様に乾燥粉末の状態で優れた再分散性
を示す現象は、本発明者らが先に開示した水和酸化セリ
ウムゾル（特開平４−２６５２８号）では認められない
ものであり、且つ、水和酸化セリウムゾルと水和酸化鉄
ゾルの混合ゾルでは、たとえ混合ゾルとして限外濾過膜
により濾過洗浄を行っても、得られる粉末は水に再分散
することはできない。このことは、本発明のセリウム・
鉄複合酸化物固溶体およびその水分散物が、それらの単
なる混合物ではなく固溶状態の新規な物質になっている
ためと考えられる。

【００２３】上記の様に本発明のセリウム・鉄複合酸化
物固溶体粉末を用いてゾルとする場合、該粉末をゾル化
できる有機溶剤であれば、いずれの有機溶剤であっても
よいが、このものの有機溶剤に対する分散性は十分でな
い。ところが、該固溶体粉末をアミノアルコール類およ
び／またはイミノアルコール類によって処理すると、親
水性溶剤はもとよりトルエンの様な疎水性有機溶剤に対
しても容易に再分散し、安定な有機溶剤系ゾルを得るこ
とができる。

【００２４】ここで使用されるアミノアルコール類およ
びイミノアルコール類とは、分子中にＮＨ基および／ま
たはＮＨ₂ 基とアルコール性ＯＨ基を有する化合物を総
称するものであり、前記セリウム・鉄複合酸化物固溶体
粉末をこれらの化合物で処理すると親水性と疎水性の両
方が付与され、親水性有機溶剤はもとより疎水性有機溶
剤に対しても容易に再分散し得るものになる。

【００２５】該アミノアルコール類およびイミノアルコ
ール類の具体例としては、モノ、ジ、およびトリエタノ
ールアミン、アミノエチルアルコール、２−アミノイソ
アミルアルコール、β−アミノイソプロピルアルコー
ル、２−アミノイソヘキシルアルコール、α−アミノ−
γ−オキシピメリン酸、２−アミノ−４−オキシピリジ
ン、２−アミノ−６−オキシピリジン、２−アミノ−３
−オキシプロピオン酸、α−アミノ−β−オキシ酪酸、
アミノベンジルアルコール類、コリン、アセチルコリ
ン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、オ
キシエチレンドデシルアミン、オキシエチレンステアリ
ルアミン、オキシエチレンオクタデシルアミンおよびこ
れらの重合体であるポリオキシエチレンアルキルアミン
等を挙げることができる。これらは単独で使用し得るほ
か、２種以上を併用してもよい。これらの中でも好まし
いのは、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミ
ン、オキシエチレンラウリルアミン、オキシエチレンス
テアリルアミン、オキシエチレンオクタデシルアミンお
よびこれらの重合体であるポリオキシエチレンアルキル
アミンであり、特に好ましいのはポリオキシエチレンラ
ウリルアミンとポリオキシエチレンステアリルアミンで
ある。

【００２６】該アミノアルコール類および／またはイミ
ノアルコール類のセリウム・鉄複合酸化物固溶体に対す
る使用量は、該固溶体１００重量部に対して５〜１００
重量部、好ましくは１０〜６０重量部、より好ましくは
２０〜５０重量部の範囲であり、５重量部未満では、特
に蒸発乾燥して得られる前記固溶体の有機溶剤に対する
再分散性が不十分となり、均一で透明なゾルが得られ難
くなり、場合によっては一部が再分散しないで固形物の
まま沈殿物として残ることがある。一方、１００重量部
を超えて使用してもそれ以上の再分散性向上効果は発揮
されないので、経済的に無駄である。

【００２７】上記アミノアルコール類および／またはイ
ミノアルコール類を用いた有機溶剤系ゾルの製法として
は、前述のセリウム・鉄複合酸化物固溶体粉末を、アミ
ノアルコール類および／またはイミノアルコール類の共
存下で有機溶剤に再分散させる方法と、前述の様にして
製造されたセリウム・鉄複合酸化物固溶体の水性ゾル
を、アミノアルコール類および／またはイミノアルコー
ル類と混合した後乾燥し、該乾燥物を有機溶剤と混合し
て分散させる方法があり、従って、後者の方法で得られ
る乾燥物は、それ自体で有機溶剤に対する再分散性の優
れたものとなる。

【００２８】アミノアルコール類および／またはイミノ
アルコール類の添加方法としては、前述の様にして得た
水分散系のセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルに所定量
添加して撹拌混合する方法と、セリウム・鉄複合酸化物
固溶体粉末に所定量添加して撹拌混合する方法があり、
混合に際しては室温で十分撹拌しながら行なえばよい。

【００２９】アミノアルコール類やイミノアルコール類
を水分散系ゾルに添加する場合、それらが添加された水
分散系ゾルの加熱・濃縮は１００℃以下、好ましくは８
０℃以下で行なうのがよく、これより高温に加熱すると
ゾル粒子の沈殿が生じたり蒸発・乾燥物の変質・変色が
起こり易くなり、有機溶媒への再分散性も悪くなって不
溶解物を生じ易くなる傾向が生じてくる。

【００３０】なお、このときの加熱・濃縮は、ロータリ
ーエバポレーターや真空式振動流動乾燥機等を用いて減
圧下で撹拌しながら行なうのがよく、それにより、組成
の均一な固形物ないしペースト状物を効率よく得ること
ができる。得られる固形物やペースト状物は、引き続い
て上記の様な加熱・濃縮器内で乾燥してもよいし、ある
いは未乾燥状態の固形物ないしペースト状物を一旦器内
から取り出し、別途乾燥器中で乾燥してもよい。この際
の乾燥温度は、上記と同様の理由から１００℃以下、好
ましくは８０℃以下に抑えるのがよい。

【００３１】かくして得られる乾燥固形物にはアミノア
ルコール類および／またはイミノアルコール類が付着し
た状態になっていると予想され、これに有機溶媒を加え
て撹拌や超音波照射等を施すと、乾燥物は有機溶媒に容
易に分散し、水分量が１重量％以下、好ましくは０．５
重量％以下で、使用時に実質的に水分の影響を生じるこ
とのない有機溶媒分散系のセリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルを得ることができる。

【００３２】また、セリウム・鉄複合酸化物固溶体粉末
にアミノアルコール類やイミノアルコール類を添加する
場合、前述の様な方法で製造した水分散系ゾルを常法に
従って乾燥し、好ましくはこれを更に乾燥して得たセリ
ウム・鉄複合酸化物固溶体にアミノアルコール類やイミ
ノアルコール類を添加して十分撹拌混合し、これらを粉
末表面と接触させることによってアミノアルコール類お
よび／またはイミノアルコール類が付着したセリウム・
鉄複合酸化物固溶体粉末とし、これを所定の有機溶媒に
添加して有機溶媒系のセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾ
ルとする。また、アミノアルコール類やイミノアルコー
ル類を所定の有機溶媒に混合あるいは溶解した後、これ
に上記の固溶体粉末を添加して有機溶媒系のセリウム・
鉄複合酸化物固溶体ゾルとすることも可能である。

【００３３】尚、上記で使用される有機溶媒の種類は特
に限定されず、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、ｎ−ブタノール、シクロヘキサノール、ペンタノ
ールなどのアルコール類；エチレングリコール、プロピ
レングリコールなどのグリコール類；メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカル
ビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、
エチレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコー
ルエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテル
アセテートなどのグリコールエーテル類のアセテート誘
導体などの親水性有機溶媒、トルエン、キシレン、ベン
ゼン、クロロホルムなどの炭化水素類；アセトン、シク
ロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエ
ステル類；ｎ−ヘキサン、ジオキサン、ジメチルホルム
アミドやハイアロム、ミネラルスピリット、ドライソル
ベントなどの比較的沸点の高い混合溶媒類；その他テト
ラヒドロフラン、テレピン油、石油エーテルなどの疎水
性および親水性有機溶媒が挙げられる。

【００３４】この様に本発明のセリウム・鉄複合酸化物
固溶体は、水に対して容易に再分散して均一且つ安定な
水系ゾルを与えるばかりでなく、アミノアルコール類や
イミノアルコール類を含有させることによって、様々の
有機溶媒に対しても容易に再分散し、均一且つ安定な有
機溶剤系ゾルを与える。従ってこれらを適宜使い分ける
ことにより、その適用範囲を大幅に拡大することが可能
となる。

【００３５】

【実施例】以下、実験例を挙げて本発明の構成および作
用効果をより詳細に説明するが、本発明はもとより下記
実験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して実施することも可
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。

【００３６】参考例１〜４酢酸第一セリウムと酢酸第二鉄を、ＣｅＯ₂ およびＦｅ
₂ Ｏ₃ 換算の合計濃度が０．０４モル／リットルにな
り、且つＦｅ／Ｃｅの原子比が０．０３、０．１、０．
１５、０．３となる様に純水に溶かした。この混合溶液
を９０℃に昇温しながら、１０％の過酸化水素水を過酸
化水素として０．０８モル／リットルになる様に徐々に
添加した。さらに、９０℃で３時間保持して加水分解せ
しめ、限外濾過により洗浄・濃縮して固形分濃度が約３
０重量％の水和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを
得、このゾルに純水を添加して固形分濃度を２０重量％
に調整した。透過型電子顕微鏡（日本電子データム製；
ＪＥＭ−１００ＳＸ型）によって各水分散系水和セリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体ゾルの粒子径を測定したとこ
ろ、３０〜６０Åであった。

【００３７】参考例５〜８参考例１〜４で得られた各水和セリウム・鉄複合酸化物
固溶体ゾルを８０℃で減圧乾燥した後、熱風循環式乾燥
器中で１００℃１時間保持してセリウム・鉄複合酸化物
固溶体粉末を得た。

【００３８】比較参考例１酢酸第一セリウムを、ＣｅＯ₂ 換算の濃度が０．０４モ
ル／リットルになる様に純水に溶かした。この溶液を９
０℃に昇温しながら、１０％の過酸化水素水を過酸化水
素として０．０８モル／リットルになる様に徐々に添加
した。９０℃で３時間保持して加水分解せしめ、限外濾
過により洗浄・濃縮した後、純水で濃度調整して固形分
濃度２０重量％の水和酸化セリウムゾルを得た。このゾ
ルの平均粒子径は５０Åであった。

【００３９】比較参考例２酢酸第二鉄を、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 換算の濃度が０．０４モル／
リットルになる様に純水に溶かした。この溶液を９０℃
に昇温しながら、１０％の過酸化水素水を過酸化水素と
して０．０８モル／リットルになる様に徐々に添加し
た。９０℃で３時間保持して加水分解せしめ、限外濾過
により洗浄・濃縮した後、純水で濃度調整して固形分濃
度１０重量％の水和酸化鉄ゾルを得た。このゾルの平均
粒子径は２５０Åであった。

【００４０】比較参考例３前記比較参考例１および２で得た水和酸化セリウムゾル
と水和酸化鉄ゾルとを用いて、Ｆｅ／Ｃｅの原子比が
０．１の割合になる様に混合して水和酸化セリウム・鉄
混合ゾルを得た。

【００４１】比較参考例４〜６前記比較参考例１〜３で得た各水和ゾルを前記参考例５
〜８と同じ条件で乾燥し、水和酸化セリウム粉末（比較
参考例４）、水和酸化鉄粉末（比較参考例５）および水
和酸化セリウム・鉄混合粉末（比較参考例６）を得た。

【００４２】比較参考例７化学大辞典５（昭和４４年；共立出版社発行）に記載さ
れている水酸化第二セリウムの製法（第２７頁）に従
い、硫酸第二セリウム０. １４モルを２重量％の硫酸水
溶液１０００ｇに溶解した後、４重量％アンモニア水１
０３０ｇを撹拌しながら徐々に滴下し黄白色の沈殿を得
た。この沈殿を硫酸根が検出されなくなるまで水洗した
後、８０℃で減圧乾燥した後、熱風循環式乾燥器中１０
０℃で１時間保持して水酸化セリウム二水和物を得た。

【００４３】上記参考例４および比較参考例１で得られ
た各ゾルのゾル粒子の結晶構造を、理学電機製のＲＩＮ
Ｔ−２５００型、回転対陰極を用い５０ｋＶ、３００ｍ
Ａ、モノクロメーター使用の条件で対象透過法によっ
て、ゾルを乾燥させることなく溶液状態のまま測定し、
その回折図を図１に示した。

【００４４】また、上記参考例６，８および比較参考例
４で得られた各粉末の結晶構造を理学電機ＲＵ−３００
型、回転対陰極を用い、５０ｋＶ、３００ｍＡ、モノク
ロメーター使用の条件で測定し、その回折図を図２に示
した。

【００４５】また表１には、ＪＣＰＤＳ（Joint Commit
tee on Powder Diffraction Standard）カード１９８８
年版インデックスに記載の立方晶酸化第二セリウムの面
間隔値ｄ（Å）値、更には、市販の酸化セリウム粉末
（ニッキ製；酸化セリウム微粒品、ＣｅＯ₂ 純度；９
９．９％）、水酸化第二セリウム粉末（ニッキ製；水酸
化第二セリウムハイグレード品、ＣｅＯ₂ 純度；８１．
９％）、および比較参考例７で得られた粉末のＸ線回折
結果を図３に示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】これらの結果から、まず本発明のベースと
なる比較参考例１および比較参考例４の水和酸化セリウ
ムゾル及び水和酸化セリウム粉末のｄ（Å）値は、Ｃｅ
Ｏ₂のＪＣＰＤＳカードの値に比較して大きくなってお
り、市販の水酸化第二セリウム粉末や化学大辞典に記載
の方法で調製した水酸化セリウム二水和物粉末のｄ
（Å）値にほぼ一致している。これは、カーク・オスマ
ー編「エンサイクロペディア・オブ・ケミカル・テクノ
ロジー（Encyclopedia of Chemical Technology ）」第
３版第５巻第３２３頁に、水酸化第二セリウムは水和酸
化第二セリウム、二酸化セリウム水和物に等しく、Ｃｅ
Ｏ₂ ・ｘＨ₂ Ｏ（ｘ＝１／２〜２）と記載されているこ
とから、比較参考例１および比較参考例４の水和酸化セ
リウムゾルおよび水和酸化セリウム粉末は水酸化セリウ
ム状組成物になっており、水和水が酸化セリウムの格子
に何らかの作用をして通常の酸化セリウムのｄ（Å）値
が大きくなったものと推察される。

【００４８】ついで、本発明に係るセリウム・鉄複合酸
化物固溶体ゾル（参考例２，４）およびその乾燥物（参
考例５〜８）のｄ（Å）値とピーク強度は、鉄成分の含
有量が多くなるほど小さくなる傾向を示している。ま
た、後述する比較例２の、Ｃｅに対するＦｅの原子比が
０．５の水和酸化セリウム・鉄複合粉末の回折図にも、
鉄化合物に起因するとみられるピークが認められない。
これらは、水和酸化セリウムに鉄成分が配位・複合して
いることを示唆している。さらに、比較参考例４の水和
酸化セリウム粉末と参考例５〜８のセリウム・鉄複合酸
化物固溶体粉末の回折強度をみると、鉄成分の含有量が
多くなるほど小さくなる傾向を示し、また、回折ピーク
の半価幅をみると、鉄成分の含有量が多くなるほど大き
くなる傾向を示している。これは、鉄成分がセリウム成
分の結晶化、凝集化を阻害し、より微粒子化する作用・
効果を有していることを示している。

【００４９】セリウムと鉄には、分子式ＦｅＣｅ₂ Ｏ₄
やＣｅＦｅＯ₃ で表される複合酸化物が知られている
が、ＪＣＰＤＳカードに記載されているｄ（Å）値は、
ＦｅＣｅ₂ Ｏ₄ が２．７３、１．９４、１．５８など、
ＣｅＦｅＯ₃ が２．７７、１．９５１、１．５９９など
であり、これらは本発明に係るセリウム・鉄複合酸化物
固溶体には認められず、全くの別異のものである。

【００５０】従って、本発明のセリウム・鉄複合酸化物
固溶体およびそのゾルは、セリウム成分と鉄成分が何ら
かの作用、つまり、水酸化セリウム状組成物に鉄成分が
固溶しているものと推察される。

【００５１】次に、本発明に係るセリウム・鉄複合酸化
物固溶体およびそのゾルの特徴をさらに詳細に説明す
る。まず、第一に本発明のセリウム・鉄複合酸化物固溶
体およびそのゾルは、水酸化セリウム状組成物に鉄成分
が固溶した粒子径が２００Å程度以下、より好ましくは
８０Å程度以下の新規な組成物である。

【００５２】第二に本発明のセリウム・鉄複合酸化物固
溶体ゾルは、優れた紫外線吸収能による紫外線遮蔽特性
を有している。図４は、セリウム・鉄複合酸化物固溶体
ゾル（参考例２）、酸化セリウムゾル（比較参考例１）
および水和酸化セリウムゾルと水和酸化鉄ゾルとを混合
した水和酸化セリウム・鉄混合ゾル（比較参考例３）の
可視・紫外線吸収スペクトルである。参考例２のセリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体ゾルは、固形分濃度０．１重量
％で比較すると、水和酸化セリウムゾルや水和酸化セリ
ウム・鉄混合ゾルよりも紫外線吸収能に優れ、かつ水和
酸化セリウム・鉄混合ゾルに比べて可視光領域の透明性
が良好である。この差異は、上述した様にセリウム・鉄
複合酸化物固溶体ゾルが水酸化セリウム状組成物に鉄成
分が固溶した新規な組成物であり、この組成物によって
優れた紫外線吸収能を発現している。その結果、比較参
考例２の固形分濃度１．０重量％と比較すると、５０％
透過率の波長（Ｔ₅₀）が４２１ｎｍと４３０ｎｍとほぼ
同一で同じ紫外線吸収能を発揮させるには少量で充分で
あり、高価なセリウム化合物の使用量を少なくできるこ
とが分かる。また、水和酸化セリウムゾル（比較参考例
１）には濁りが生じており、可視光全域で散乱による透
過率の低下がみられるが、鉄成分と複合化することによ
り透明性が向上する。尚、セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルは、可視光領域（４００〜５００ｎｍ）での吸収
があり着色が認められるが、水和酸化セリウム・鉄混合
ゾル（比較参考例３）の様な大きな吸収ではなく、ま
た、上述のように使用量を少なくできるため、実際の使
用に当たっては殆んど問題とならない。

【００５３】ちなみに、本発明のセリウム・鉄複合酸化
物固溶体の物性は鉄酸化物の固溶量によって変わってく
るが、その水への分散性、分散安定性および分散液の色
調等は下記表２に示す通りであり、いずれにおいても特
異なものである。

【００５４】

【表２】

【００５５】但し、上記表２に示した特性の評価法は下
記の通りである。（水分散性）イオン交換水９ｇの入った試験管にセリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体１ｇを入れた後、４７ＫＨｚの
超音波振動を与えて固溶体粉末が目視で確認できなくな
るまでの時間を測定。 ○：１分以内、×：１時間以上（分散安定性）セリウム・鉄複合酸化物固溶体の水分散
系ゾル（固形分濃度２０重量％）２００ｇをサンプル管
に入れ密栓をした後、室内に放置して沈降物の発現およ
びゾル粘度の経時変化を測定。 ○：初期の粘度と比較して２０％上昇するまでの時間が
６ケ月以上のもの △：初期の粘度と比較して２０％上昇するまでの時間が
３ケ月以上６ケ月未満のもの

【００５６】（分散液の色調）上記水分散性の評価法に
おいて、得られた水分散系ゾルの色調を目視によって観
察。（光線透過特性）固形分濃度で０．０１重量％、０．１
重量％、１重量％に調整したセリウム・鉄複合酸化物固
溶体の水分散ゾルを光路長１ｃｍの石英管に入れ、２０
０ｎｍ〜７００ｎｍの可視・紫外領域の透過率を連続的
に測定。固形分濃度を０．１重量％で一定とし、透過率
が５０％のときの波長で比較。

【００５７】第三に、本発明のセリウム・鉄複合酸化物
固溶体ゾルのｐＨは４〜６であるが、分子内にアミノ基
および／またはイミノ基と水酸基を共有するアミノアル
コール類やイミノアルコール類を添加することにより、
酸性からアルカリ性にわたる広いｐＨ領域で優れた安定
性を示す水系ゾルが得られるばかりでなく、親水性有機
溶剤や疎水性有機溶剤に対しても容易に再分散し安定な
有機溶剤系ゾルを与える。

【００５８】第四に、本発明のセリウム・鉄複合酸化物
固溶体粉末は、水を加えると再び完全に分散し、透明な
元のセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルに戻るものであ
る。これにより、ゾルを乾燥状態で保管しておいて、適
時に再分散して所望の濃度にゾルを得ることができ、工
程上あるいは使用上極めて好適に用いることができる。

【００５９】以下、実施例および比較例を挙げて本発明
を更に具体的に説明する。実施例１撹拌機および還流器を備えた１２リットルのセパラブル
フラスコに、純水１０ｋｇとセリウム分の含有量がＣｅ
Ｏ₂ として４８重量％の酢酸第一セリウム１７９．３
ｇ、および鉄分の含有量がＦｅ₂ Ｏ₃ として３８重量％
の酢酸第二鉄１０．５ｇを入れ、撹拌して溶解させる。
Ｃｅに対するＦｅの原子比は０．１であり、セリウムと
鉄との酸化物換算での合計濃度は０．０５２５モル／リ
ットルであった。

【００６０】次いで、これに濃度１０重量％の過酸化水
素水６１２ｇを撹拌しつつ徐々に投入し、投入完了後、
マントルヒーターで加熱する。この間、フラスコ内の反
応液の温度が６０℃付近に達した時点で反応液は発泡す
るが、さらに加熱を続けると発泡は収まる。反応液を９
５℃まで昇温し、同温度で３時間保持した後、３重量％
過酸化水素水を１０ｇ添加し、さらに同温度で１時間保
持後、加熱を停止し撹拌を継続しながら室温まで冷却し
て、外観が薄赤褐色透明の粗製水和セリウム・鉄複合酸
化物固溶体ゾルを得る。

【００６１】この粗製水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルを、限外濾過装置にかけて濃縮・洗浄する。使用
した限外濾過装置の限外濾過膜は、中空糸状で合計有効
膜面積が０．２ｍ² のものであり、上記粗製水和セリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体ゾルをポンプで限外濾過膜に送
り、ゾルを循環させながら濾液を系外に排出し、該ゾル
を約２リットルまで濃縮したのち純水２リットル加え
る。この操作を３回繰り返した後、さらに濃縮して約
０．５リットルの精製ゾルを得た。原子吸光分析（ＩＣ
Ｐ）で組成を分析すると、Ｃｅに対するＦｅの原子比は
０．１０４であった。

【００６２】この精製水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルの一部を抜き取って濃度測定を行い、最終的に固
形分（ＣｅＯ₂ ・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）濃度として１０重量％に
調整された外観が薄赤褐色で透明な水分散系水和セリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを得た。このゾルは室温で
のｐＨが４．３、粘度が約４０センチポイズ、導電率
が、３．０ｍＳ／ｃｍであり、透過型電子顕微鏡観察に
よると、このゾルの平均粒子径は約２０Åであり、単分
散的に分散していることが確認された。また、動的光散
乱法（ＮＩＣＯＮＰ社製：モデル３７０）を用いて測定
した平均粒子径は７０Åであった。さらに、固形分濃度
を０．０１重量％、０．１重量％、１重量％に調整して
光路長１ｃｍの石英管に入れ、自動分光光度計（島津製
作所製；ＵＶ−２５０型）を用い可視領域及び紫外領域
の透過率を求め、結果を図５に示した。

【００６３】次いで、この固形分濃度が１５重量％の水
分散系水和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル６００ｇ
をナス型フラスコに入れてロータリーエバポレーターに
取り付け、減圧下７０℃で加熱・濃縮した後、さらに加
熱を続けて乾燥固形物とし、粉砕して水和セリウム・鉄
複合酸化物固溶体粉末を得た。この粉末の組成を蛍光Ｘ
線分析にかけて、ＣｅＯ₂ とＦｅ₂ Ｏ₃ を定量した。そ
の結果、Ｃｅに対するＦｅの原子比は０．１０５であっ
た。

【００６４】この粉末に、固形分濃度が１重量％になる
様に純水を加えて再分散してゾルとし、上記と同様に可
視・紫外光の透過率を求めた。また、固形分濃度が２５
重量％になる様に純水を加えても再分散し、外観が薄赤
褐色で透明な水分散系水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルとなった。

【００６５】実施例２撹拌機および還流器を備えた１２リットルのセパラブル
フラスコに、純水１０ｋｇとセリウム分の含有量がＣｅ
Ｏ₂ として４８重量％の酢酸第一セリウム１４３．４
ｇ、および鉄分の含有量がＦｅ₂ Ｏ₃ として３８重量％
の酢酸第二鉄４．２ｇを入れ、撹拌して溶解させる。Ｃ
ｅに対するＦｅの原子比は０．０５であり、セリウムと
鉄との酸化物換算での合計濃度は０．０４１モル／リッ
トルであった。

【００６６】この混合溶液をマントルヒーターで加熱し
て９０℃に昇温し、５％の過酸化水素水を過酸化水素と
して０．０８モル／リットルになる様に１時間かけて徐
々に添加した。この間、フラスコ内の反応液は発泡する
が、しばらくすると発泡は収まる。過酸化水素を添加後
同温度で３時間保持した後、加熱を停止し撹拌を継続し
ながら室温まで冷却して、外観が薄赤褐色透明の粗製水
和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを得る。

【００６７】この粗製水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルを、実施例１と同様にして限外濾過し約０．５リ
ットルの精製ゾルを得た。原子吸光分析（ＩＣＰ）で組
成を分析すると、Ｃｅに対するＦｅの原子比は０．０４
８であった。この精製水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルの一部を抜き取って濃度測定を行い、最終的に固
形分（ＣｅＯ₂ ・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）濃度として２０重量％に
調整された外観が薄赤褐色で透明な水分散系水和セリウ
ム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを得た。

【００６８】このゾルは室温でのｐＨが５．１、粘度が
約４０センチポイズ、導電率が、３．９ｍＳ／ｃｍであ
り、透過型電子顕微鏡観察によると、このゾルの平均粒
子径は約３０Åであり、単分散的に分散していることが
確認された。さらに、固形分濃度を０．１重量％に調整
して光路長１ｃｍの石英管に入れ、可視・紫外領域の透
過率を求めた。結果を図６に示した。

【００６９】次いで、この固形分濃度が２０重量％の水
分散系水和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル６００ｇ
をナス型フラスコに入れてロータリーエバポレーターに
取り付け、減圧下８０℃で加熱・濃縮した後、さらに加
熱を続けて乾燥固形物とし、粉砕して水和セリウム・鉄
複合酸化物固溶体粉末を得た。この粉末の組成を蛍光Ｘ
線分析にかけて、ＣｅＯ₂ とＦｅ₂ Ｏ₃ を定量した。そ
の結果、Ｃｅに対するＦｅの原子比は０．０５であっ
た。

【００７０】この粉末を、固形分濃度が１重量％になる
様に純水を加えて再分散してゾルとし、上記と同様に可
視・紫外光の透過率を求めた。また、固形分濃度が２０
重量％になる様に純水を加えても再分散し、外観が薄赤
褐色で透明な水分散系水和セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルとなった。

【００７１】比較例１Ｃｅに対するＦｅの原子比を０．０１とした以外は実施
例１と同様にして、外観が薄黄褐色透明の粗製水和ゾル
を得た。この粗製水和ゾルを、実施例１と同様にして限
外濾過し約０．５リットルの精製ゾルを得た。原子吸光
分析（ＩＣＰ）で組成を分析すると、Ｃｅに対するＦｅ
の原子比は０．００８であった。

【００７２】この精製水和ゾルの一部を抜取って濃度測
定を行い、最終的に固形分（ＣｅＯ ₂ ・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）濃
度として１０重量％に調整された外観が薄黄褐色で透明
な水分散系水和ゾルを得た。このゾルは室温でのｐＨが
４．７、粘度が約４０センチポイズ、透過型電子顕微鏡
観察によると、このゾルの平均粒子径は約５０Åであ
り、単分散的に分散していることが確認された。さら
に、固形分濃度を０．１重量％に調整して光路長１ｃｍ
の石英管に入れ、可視・紫外領域の透過率を求めた。結
果を図６に示した。

【００７３】次いで、実施例１と同様に減圧乾燥して乾
燥固形物とし、粉砕して得た粉末を蛍光Ｘ線分析にかけ
て、ＣｅＯ₂ とＦｅ₂ Ｏ₃ を定量した。その結果、Ｃｅ
に対するＦｅの原子比は０．００８であった。この粉末
を、固形分濃度が１重量％になる様に純水を加えて再分
散させたが、完全には分散せず、一部が固形物として残
った。

【００７４】比較例２Ｃｅに対するＦｅのモル比を０．５とした以外は実施例
１と同様にして、外観が赤褐色透明の粗製水和ゾルを得
た。この粗製水和ゾルを、実施例１と同様にして限外濾
過し約０．５リットルの精製ゾルを得た。原子吸光分析
（ＩＣＰ）で組成を分析すると、Ｃｅに対するＦｅの原
子比は０．４８であった。

【００７５】この精製水和ゾルの一部を抜き取って濃度
測定を行い、最終的に固形分（ＣｅＯ₂ ・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）
濃度として１０重量％に調整された外観が赤褐色で半透
明な水分散系水和ゾルを得た。このゾルは室温でのｐＨ
が５．４、粘度が約５０センチポイズ、透過型電子顕微
鏡観察によると、このゾルの平均粒子径は約１６０Åで
あり、単分散的に分散していることが確認された。さら
に、固形分濃度を０．１重量％に調整して光路長１ｃｍ
の石英管に入れ、可視・紫外領域の透過率を求めた。結
果を図６に示した。

【００７６】次いで、実施例１と同様に減圧乾燥して乾
燥固形物とし、粉砕して得た粉末を蛍光Ｘ線分析にかけ
て、ＣｅＯ₂ とＦｅ₂ Ｏ₃ の定量した。その結果、Ｃｅ
に対するＦｅの原子比は０．４７であった。

【００７７】この粉末を、固形分濃度が１重量％になる
様に純水を加えると再分散してゾルとなった。しかし、
固形分濃度が１０重量％になる様に純水を加えても再分
散はせず、固形物として残った。

【００７８】比較例３酸化セリウム及び酸化鉄としての合計濃度が０．１モル
／リットル以上となる様に、セリウム分の含有量がＣｅ
Ｏ₂ として４８重量％の酢酸第二セリウム４３０．３
ｇ、および鉄分の含有量がＦｅ₂ Ｏ₃ として３８重量％
の酢酸第二鉄１２．６ｇを使用した以外は、実施例２と
同様にして加熱し加水分解した。Ｃｅに対するＦｅの原
子比は０．０５であり、酸化セリウムと酸化鉄との合計
濃度は約０．１２モル／リットルであった。５％の過酸
化水素水を添加した後しばらくすると発泡は収まり、溶
液は透明状であるが、次第に淡茶褐色の沈殿が生成し、
実施例２の様な、外観が薄赤褐色透明の水和ゾルは得ら
れなかった。

【００７９】実施例３前記実施例１で得た水和セリウム・鉄複合酸化物固溶体
粉末５０ｇに、トリエタノールアミン２０ｇとｎ−ブタ
ノール４３０ｇとを添加して撹拌混合し、固形分１０重
量％のｎ−ブタノール分散セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルを得た。動的光散乱法を用いて測定したこのｎ−
ブタノール分散ゾルの平均粒子径は１７０Åであり、ゾ
ル中に含まれる水分量をカールフィッシャー水分計（京
都電子（株）；ＭＫＳ−１ｓ）で測定すると０．１％以
下であった。

【００８０】実施例４前記実施例２で得た水和セリウム・鉄複合酸化物固溶体
粉末５０ｇに、ポリオキシエチレンラウリルアミン
（（株）花王製；アミート１１０）１５ｇとキシレン１
８５ｇとを添加して撹拌混合し、固形分２０重量％のキ
シレン分散セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを得た。
動的光散乱法を用いて測定した該キシレン分散ゾルの平
均粒子径は１９０Åであり、ゾル中に含まれる水分量は
０．１％以下であった。

【００８１】また、同様にして、水和セリウム・鉄複合
酸化物固溶体粉末５０ｇにポリオキシエチレンステアリ
ルアミン（（株）花王製：アミート３０２）１５ｇとイ
ソプロパノール１８５ｇとを添加して撹拌混合し、固形
分２０重量％のイソプロパノール分散セリウム・鉄複合
酸化物固溶体ゾルを得た。動的光散乱法を用いて測定し
た該イソプロパノール分散セリウム・鉄複合酸化物固溶
体ゾルの平均粒子径は１８０Åであり、ゾル中に含まれ
る水分量は０．１％以下であった。

【００８２】上記で得たキシレン分散セリウム・鉄複合
酸化物固溶体ゾルを固形分濃度０．１重量％に調整して
光路長１ｃｍの石英管に入れ、自動分光光度計（（株）
島津製作所製；ＵＶ−２５０型）を用いて可視光領域及
び紫外領域の透過率を求めた。また、有機系紫外線吸収
剤であるチヌビンＰ（チバガイギー社製）を固形分濃度
が０．１重量％になる様にキシレンに溶解して同様に測
定した。結果を図７に示した。

【００８３】実施例５前記実施例１で得た固形分濃度１０重量％の水分散系水
和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル３００ｇに、ラウ
リル硫酸トリエタノールアミン１５ｇを添加混合した
後、ナス型フラスコに入れてロータリーエバポレーター
に取り付け、減圧下８０℃で加熱・濃縮した後、更に加
熱を続けて乾燥固形物とし、粉砕してラウリル硫酸トリ
エタノールアミン含有セリウム・鉄複合酸化物固溶体粉
末を得た。

【００８４】この粉末４５ｇにトルエン１５５ｇを添加
し、撹拌混合してラウリル硫酸トリエタノールアミン含
有セリウム・鉄複合酸化物固溶体粉末をトルエンに再分
散せしめ、固形分１５重量％のトルエン分散セリウム・
鉄複合酸化物固溶体ゾルを得た。動的光散乱法を用いて
測定した該トルエン分散ゾルの平均粒子径は２４０Åで
あり、ゾル中に含まれる水分量は０．１％以下であっ
た。

【００８５】実施例６前記実施例２で得た固形分濃度２０重量％の水分散系水
和セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル３００ｇに、ポリ
オキシエチレンステアリルアミン（（株）花王製；アミ
ート３０８）１２ｇを添加混合した後、ナス型フラスコ
に入れてロータリーエバポレーターに取り付け、減圧下
８０℃で加熱・濃縮した後、更に加熱を続けて乾燥固形
物とし、粉砕してポリオキシエチレンステアリルアミン
含有セリウム・鉄複合酸化物固溶体粉末を得た。この粉
末７２ｇに塗料用シンナー＃２００１２８ｇを添加し
て撹拌混合することにより、ポリオキシエチレンステア
リルアミン含有セリウム・鉄複合酸化物固溶体粉末をシ
ンナーに分散せしめ、固形分３０重量％のシンナー分散
セリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾルを得た。動的光散乱
法を用いて測定した該シンナー分散ゾルの平均粒子径は
１７０Åであり、ゾル中に含まれる水分量は０．１％以
下であった。

【００８６】実施例７上記実施例３〜６で得た有機溶媒分散セリウム・鉄複合
酸化物固溶体ゾルを用いて、スチレン−マレイン酸半エ
ステル系共重合樹脂（（株）日本触媒製；オキシラック
ＳＨ−２０１）、アクリル酸系共重合樹脂（（株）日本
触媒製；エポラックＣＢ−１）との分散安定性を調べ
た。尚、ゾルの添加量は樹脂１００部に対してゾルの固
形分換算で５部とし、６０℃の恒温恒湿器に入れてその
状態変化で調べた。その結果、いずれも１ケ月経過後も
樹脂の硬化やゲル化は認められなかった。比較のため
に、本発明者らが先に開示したメチルセロソルブ分散酸
化セリウムゾル（特開平４−２６５２８号公報）を用い
て同様の試験を行なったところ、スチレン−マレイン酸
半エステル系共重合樹脂の場合は１０日後、アクリル酸
系共重合樹脂の場合は３日後に夫々硬化することが確認
された。

【００８７】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、水
に対して優れた分散性を示す新規なセリウム・鉄複合酸
化物固溶体を得ることができる。従ってこれを水に分散
させたときは、均一で安定性の優れた水系ゾルを得るこ
とができる。また該固溶体をアミノアルコール類やイミ
ノアルコール類で処理したものは、親水性溶剤はもとよ
り疎水性溶剤に対しても優れた分散性と分散安定性を示
し、安定な有機溶剤系ゾルを得ることができる。そして
この固溶体は優れた紫外線遮蔽機能や導電性等を有して
いるので、塗料や高分子材料等に配合し、あるいはガラ
スや高分子フィルム等にコーティングすることによりそ
れらの機能を有効に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例４および比較参考例１で得られたゾル粒
子の結晶構造を示すＸ線回折図である。

【図２】参考例６，８および比較参考例４で得た各粉末
の結晶構造を示すＸ線回折図である。

【図３】比較参考例７で得た粉末のＸ線回折図である。

【図４】参考例２，比較参考例１および３で得た各ゾル
の可視・紫外線透過率を示す図である。

【図５】実施例１で得た各ゾルの可視領域及び紫外領域
の透過率を示す図である。

【図６】実施例１，２，比較例１，２および比較参考例
１で得た各ゾルの可視領域及び紫外領域の透過率を示す
図である。

【図７】実施例４で得たゾルおよび従来の有機系紫外線
吸収剤の可視領域及び紫外領域の透過率を対比して示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化セリウム中に、Ｆｅ／Ｃｅの原子比
で０．０２〜０．４の酸化鉄が固溶したものであること
を特徴とする分散性に優れたセリウム・鉄複合酸化物固
溶体。
【請求項２】請求項１に記載のセリウム・鉄複合酸化
物固溶体が、水中に分散したものであることを特徴とす
るセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル。
【請求項３】請求項１に記載のセリウム・鉄複合酸化
物固溶体が、有機溶剤に分散したものであることを特徴
とするセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾル。
【請求項４】請求項１に記載のセリウム・鉄複合酸化
物固溶体が、アミノアルコール類および／またはイミノ
アルコール類の存在下に有機溶剤中に分散したものであ
ることを特徴とするセリウム・鉄複合酸化物固溶体ゾ
ル。
【請求項５】有機酸セリウム塩と有機酸鉄塩を、過酸
化水素と水の存在下に加熱反応することを特徴とするセ
リウム・鉄複合酸化物固溶体の水系ゾルの製法。
【請求項６】反応液中の有機酸セリウム塩と有機酸鉄
塩との合計濃度を、セリウムと鉄との酸化物換算で０．
１モル／リットル以下に抑えて加熱反応を行なう請求項
５に記載の水系ゾルの製法。
【請求項７】過酸化水素を、得られるセリウムと鉄と
の酸化物換算でのモル数１に対して０．５〜５モル使用
する請求項５または６に記載の製法。
【請求項８】請求項５〜７のいずれかによって製造し
た水系ゾルを乾燥し、請求項１に記載のセリウム・鉄複
合酸化物固溶体を得ることを特徴とするセリウム・鉄複
合酸化物固溶体の製法。
【請求項９】請求項１に記載されたセリウム・鉄複合
酸化物固溶体と、アミノアルコール類および／またはイ
ミノアルコール類と、有機溶剤を混合し、請求項３に記
載の有機溶剤系ゾルを得ることを特徴とするセリウム・
鉄複合酸化物固溶体ゾルの製法。
【請求項１０】請求項５〜７のいずれかに記載の方法
によって製造された水系ゾルを、アミノアルコール類お
よび／またはイミノアルコール類と混合した後乾燥し、
該乾燥物を有機溶剤と混合して分散させ、請求項３に記
載のゾルを得ることを特徴とするセリウム・鉄複合酸化
物固溶体ゾルの製法。